Motore elettricu Delco Toxmax CZX 184 muturi
Capitulu III Esempi d'applicazione di mutore
L'attellu di imballaggio di un fabricatore di CD hè in trasfurmazioni tecniche. U prughjettu hè di cunnetta duie macchine di imballaggio per a produzzione. U schema hè di utilizà u cinturione trasportatore cù manipulatore per u trasportu, è tuttu hè cuntrullatu da PLC, cumplementatu da cumpunenti pneumatici, cumpunenti di posizionamentu, cumpunenti di circuitu di bassa tensione, cumpunenti di trasmissione meccanica, ecc. A basa di selezzione è u calculu pertinente di u mutore di cinturione trasportatore sò i seguenti:
1, Analisi di e cundizioni di travagliu:
A pruduzzione massima di a macchina di imballaggio sks superiore hè 6120 scatuli per ora, è a pruduzzione generale di a macchina di imballaggio di chip inferiore hè di 70 sacchetti per ora. Sicondu dece scatuli, ogni pacchettu hè 7000 scatuli. A capacità di trasportu di u trasportatore deve esse più grande di a velocità di produzzione superiore è menu di a velocità di produzzione più bassa. Per quessa, a vitezza di trasportu di u cinturione hè determinata cum'è 6500 scatuli è 65 sacchetti per ora, è a dimensione di a scatula CD hè 142 × centu vinti-quattru × 10. Per quessa, a vitezza minima di trasportu di u cinturione hè. : metri per ora, circa metri per minutu, è u diametru di u bastone di trasmissione di u trasportatore hè Φ 20mm, a vitezza minima di u bastone di trasmissione di u trasportatore hè di circa min.
U pacchettu più pesu di una scatula di CD hè 70g, è quellu di un pacchettu hè 10 scatuli è 700g. In generale, ci sò 5-7 pacchetti nantu à u cinturione trasportatore, cusì u pesu di trasportu una volta di u cinturione trasportatore hè -, è u pesu massimu hè 5kg in calculu. A causa di u posizionamentu di u materiale, a distanza di trasportu deve esse precisa è a sopra rotazione hè chjuca, cusì u mutore deve avè e seguenti caratteristiche: frenu per mantene a carica dopu a mancanza di energia; Velocità di frenu veloce è piccula sopra rotazione; Pò esse cuminciatu spessu. Hè statu calculatu sopra chì 65 pacchetti seranu trasportati per ora, vale à dì, un pacchettu serà trasportatu per 55 seconde, cusì u mutore deve esse avviatu è firmatu almenu duie volte per minutu.
2、 U calculu specificu hè u seguente:
① Mécanisme de poulie :
Pesu tutale di a cintura è l'ughjettu di travagliu M1 = 10 kg
Coefficient de friction de la surface de glissement μ=
Diametru di u rullu d = 20 mm
Pesu di u rullu M2 = 1 kg
Efficienza di u rullu di a cintura η=
Velocità di a cintura v = 28 mm / s ± 10%
Putenza di u mutore monofase 220V50Hz
Tempu di travagliu: 24 ore à ghjornu
② Determina u rapportu di riduzzione di a scatula di riduzzione:
Rapport de réduction de la vitesse de l'arbre de sortie : ng = (V60) / (π d) = (28 ± 14) × 60)/(π × 20)=±[r/min]
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Siccomu a velocità nominale di u mutore (4 poli) à 50Hz hè di circa 1500r / min, u rapportu di riduzzione i = 60 in questu intervallu deve esse sceltu.
U rapportu di riduzzione I di u riduttore hè: I = (1500) / ng = (1500) / ± = 51~
③ Calcule u torque necessariu: u torque necessariu quandu principia u cinturione trasportatore hè u massimu. Prima di calculà u torque necessariu à l'iniziu.
Forza di frizione F di parte scorrevule = μ m·g= × dieci ×= [N]
Coppia di carico TL = f · D / 2· η=× 10-3)/(2 × venti ×= [N·m]
Stu torque di carica hè u valore di l'arburetu di output di a scatula di trasmissione, per quessa, deve esse cunvertitu in u valore di l'arburu di output di u mutore. Coppia necessaria di l'arbre di uscita di u mutore TM
TM=TL/i· η G=(60 ×= [n · M] = [Mn · M] efficienza di cunduzzione di riduzzione η G =) cunziddi a fluttuazione di a tensione di alimentazione (220V ± 10%), u tassu di sicurità hè stabilitu per esse 2 volte. × 2≈[mN·m]
A putenza necessaria da u mutore PM = ~ tlpnlp, pigliate u coefficient cum'è 2, allora
Pm=2T·2πn=2 ×× dui × π × 1500/60=
Per i mutori cù torque di partenza sopra, fate riferimentu à u mudellu standard di u mutore / tabella di prestazione per a selezzione.
Motor: 60yb06dv22, è dopu selezziunate u riduttore 60gk60h chì pò esse cumminatu cù 60yb06dv22.
④ Cunfirmà l'inerzia di a carica: l'inerzia di a cintura è l'ughjettu di travagliu
Jm1=m1 × (π × D/2π)2 =5 × (π × venti ×- 3/2π)210 =5 ×- 4[kg·2]10m2
Inerzia di u rullu JM2 = 1 / 8 × dui × mD = 1/8 × (20 ×- 3)21 × 10-4 = × [kg·2]10m
Inerzia piena di carica di l'arbre di uscita di riduttore J = 5 ×- 4+ ×- quattru × 10102 = 6 ×- 4[kg·2]10m
Verificate u manuale tecnicu di u fabricatore per l'inerzia di carica ammissibile JM di 60gk60h albero di output di u mutore = ×- 4[kg·2]。 10m2
JG=Jm ×=×- four × 2= ×- 4 [KG · 2] i106010m pò esse usatu perchè J ＜ JG, vale à dì, l'inerzia di carica hè sottu à u valore permessu. U torque nominale di u mutore selezziunatu hè 40Mn · m, chì hè più grande di u torque di carica attuale, cusì u mutore pò curriri à una vitezza più veloce chì a velocità nominale.
Allora calculate a vitezza di u cinturione secondu a vitezza senza carica (circa 1500r / min) per cunfirmà se i prudutti selezziunati rispondenu à i requisiti di specificazione.
V=(NM·π·D)/60·i=(1500 × π × 20)/(60 × 60)=[mm/s]
I risultati di cunferma sopra sò chì ponu risponde à i requisiti di specificazione.
In sintesi, l'analisi è u calculu di carica di e cundizioni di carica sò a basa per a selezzione di u mutore è di riduttore.
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3 、 Determina u mudellu di u mutore è l'accessori cunnessi.
Cumminatu cù l'usu attuale di l'alimentazione è di i pezzi di ricambio in a fabbrica, u mutore di frenu elettromagneticu hè sceltu, è u mudellu hè 60-yb-06d-v22 (base No. 60, mutore di frenu elettromagneticu Yb, arbre circular 6W, single- fase 220V); U mudellu di riduttore di supportu hè 60-gk-60h (base No.: 60,6w reducer, ratio di riduzzione: 60, struttura standard); L'accoppiamentu elasticu hè direttamente cunnessu cù l'asta di trasmissione di u trasportatore. U mudellu di l'accoppiamentu elasticu hè 28mc08-08 (diametru esterno nominale Φ 28, diametru internu Φ 8）； U mudellu di pede di muntatura à l'angolo rettu di u mutore hè ral60.
Capitulu IV sperienza di selezzione di mutore
In u cursu di disignu meccanicu l'annu passatu, ci era una parte nantu à i principii di u mutore. À quellu tempu, u mutore hè statu sceltu secondu u torque. Avà pensate à questu, duvemu cunsiderà più cundizioni, perchè u mutore sceltu hè u veru mutore adattatu per u nostru disignu.
I mutori ghjucanu un rolu chjave in parechje funzioni di cuntrollu di u muvimentu in parechje industrii, cum'è l'imballaggio, l'alimentariu è a bevanda, a fabricazione, u trattamentu medico è a robotica. Pudemu sceglie trà parechji tippi di mutore secondu a funzione, dimensione, torque, precisione è esigenze di velocità.
Comu tutti sapemu, u mutore hè una parte impurtante di u sistema di trasmissione è cuntrollu. Cù u sviluppu di a scienza è a tecnulugia muderna, u focu di u mutore in l'applicazione pratica hà cuminciatu à passà da a trasmissione simplice à u cuntrollu cumplessu; In particulare per u cuntrollu precisu di a velocità di u mutore, a pusizione è u torque. Tuttavia, i mutori anu diversi disinni è modi di guida secondu diverse applicazioni. À u primu sguardu, pare chì a selezzione hè assai cumplessa. Dunque, per e persone, a classificazione di basa hè realizata secondu u scopu di i motori rotanti. In seguitu, introduceremu gradualmente i mutori più rapprisentanti, cumunimenti usati è basi - mutore di cuntrollu, mutore di putenza è mutore di signale.
U mutore di cuntrollu
U mutore di cuntrollu hè principarmenti utilizatu in u cuntrollu precisu di a velocità è di a pusizione, è hè adupratu cum'è "attuatore" in u sistema di cuntrollu. Pò esse divisu in servomotore, mutore stepping, torque motor, mutore di riluttanza cambiatu, motore brushless DC è cusì.
1. Servomutore
U servomotore hè largamente utilizatu in diversi sistemi di cuntrollu. Puderà cunvertisce u signale di tensione di input in l'output meccanicu nantu à l'arbre di u mutore è trascinate i cumpunenti cuntrullati per ottene u scopu di cuntrollu. In generale, a vitezza di u servomotore deve esse cuntrullata da u signale di tensione applicata; A vitezza di rotazione pò cambià continuamente cù u cambiamentu di u segnu di tensione applicata; U torque pò esse cuntrullatu da l'output currente da u controller; A risposta di u mutore deve esse veloce, u voluminu deve esse chjucu è u putere di cuntrollu deve esse chjucu. U servomotore hè principarmenti utilizatu in diversi sistemi di cuntrollu di u muvimentu, in particulare u sistema servo.
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U servomotore pò esse divisu in DC è AC. u primu servomotore era un mutore DC generale. Quandu a precisione di cuntrollu ùn era micca alta, u mutore DC generale hè stata utilizata cum'è u servomotore. Attualmente, cù u rapidu sviluppu di a tecnulugia di i motori sincroni di magneti permanenti, a maiò parte di i servomotori si riferiscenu à u servomotore sincronu à magneti permanenti AC o à u mutore brushless DC.
2. Stepping mutore
U cusì chjamatu mutore stepping hè un attuatore chì cunverte l'impulsu elettricu in un spostamentu angulare; In modu più generale: quandu u cunduttore di stepping riceve un signalu di impulsu, guida u mutore di stepping per rotà un angolo fissu in a direzzione stabilita. Pudemu cuntrullà u spustamentu angulare di u mutore cuntrullendu u nùmeru di impulsi, per ottene u scopu di pusizzioni precisa; À u listessu tempu, a vitezza è l'accelerazione di a rotazione di u mutore pò esse cuntrullata cuntrullendu a freccia di u pulsu, per ottene u scopu di a regulazione di a velocità. Attualmente, i mutori stepping cumunimenti utilizati includenu mutore stepping reattivu (VR), motor stepping magnet permanente (PM), motor stepping hybrid (HB) è motor stepping monofase.
A diffarenza trà u mutore stepper è u mutore ordinariu si trova principalmente in a forma di impulsu di impulsi. Hè sta funziunalità chì u mutore stepper pò esse cumminatu cù a tecnulugia muderna di cuntrollu digitale. Tuttavia, u mutore stepper hè inferjuri à u servomotore DC tradiziunale in circuitu chjusu in a precisione di cuntrollu, a variazione di a velocità è a prestazione di bassa velocità; Per quessa, hè principarmenti usatu in occasioni induve u requisitu di precisione ùn hè particularmente altu. Perchè u mutore stepping hà e caratteristiche di struttura simplice, alta affidabilità è low cost, u mutore di stepping hè largamente utilizatu in diversi campi di pratica di produzzione; In particulare in u campu di a fabricazione di macchine utensili NC, perchè u mutore stepping ùn hà micca bisognu di cunversione / D è pò cunvertisce direttamente u signale di impulsu digitale in spostamentu angulare, hè sempre statu cunsideratu cum'è l'attuatore più ideale di a macchina utensile NC.
In più di a so applicazione in macchine utensili CNC, i mutori stepper ponu ancu esse aduprati in altre macchine, cum'è i mutori in alimentatori automatichi, i mutori in generale di dischetti, stampanti è plotters.
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Inoltre, u mutore stepper hà ancu assai difetti; Perchè u mutore stepper hà una frequenza di partenza senza carica, u mutore stepper pò funzionà nurmalmente à bassa velocità, ma ùn pò micca esse avviatu s'ellu hè più altu di una certa velocità, accumpagnatu da un fischiu forte; A precisione di i driver di suddivisione di diversi fabricatori pò varià assai. A più grande a suddivisione, u più difficiule hè di cuntrullà a precisione; Inoltre, u mutore stepping hà una grande vibrazione è rumore quandu gira à bassa velocità.
3. Torque motor
U cusì chjamatu mutore di torque hè un mutore DC di magnete permanente multipole flat. L'armatura hà più slot, commutatori è cunduttori di serie per riduce l'ondulazione di torque è l'ondulazione di velocità. Ci hè dui tipi di mutori di torque: torque motor DC è torque motor AC.
Frà elli, a reattanza di l'autoinduttanza di u mutore di torque DC hè assai chjuca, cusì a risposta hè assai bona; U torque di output hè direttamente proporzionale à u currente di input è ùn hà nunda di fà cù a vitezza è a pusizione di u rotore; Pò esse direttamente cunnessu cù a carica à bassa velocità senza decelerazione di l'ingranaggio quandu hè vicinu à u statu di u rotore chjusu, cusì pò pruduce un altu rapportu di torque à inerzia nantu à l'arbre di carica è eliminà l'errore sistematicu causatu da l'usu di riduzzione.
U mutore di torque AC pò esse divisu in sincroni è asincroni. Attualmente, u mutore di torque asincronu di gabbia di squirrel hè cumunimenti utilizatu, chì hà e caratteristiche di bassa velocità è torque forte. In generale, u mutore di torque AC hè spessu usatu in l'industria tessili. U so principiu di funziunamentu è a struttura sò listessi à quellu di u mutore asincronu monofase. Tuttavia, per via di a grande resistenza di u rotore di gabbia di squirrel, e so caratteristiche meccaniche sò relativamente morbidi.
4. Mutore di reluctance cambiatu
U mutore di riluttanza cambiatu hè un novu tipu di mutore di regulazione di velocità, chì hà una struttura estremamente simplice è solida, un prezzu bassu è un rendimentu eccellente di regulazione di a velocità. Hè un forte cuncurrente di u mutore di cuntrollu tradiziunale è hà un forte putenziale di u mercatu. Tuttavia, ci sò ancu qualchì problema cum'è l'ondulazione di torque, u rumore di corsa è una grande vibrazione, chì necessitanu un pocu di tempu per ottimisà è migliurà per adattà à l'applicazione attuale di u mercatu.
5. Motor DC brushless
Motor Brushless DC (BLDCM) hè sviluppatu nantu à a basa di Brushless DC motor, ma u so currente di guida hè AC à a lettera; U mutore DC senza spazzola pò esse divisu in un mutore di velocità senza spazzola è un mutore di torque senza spazzola. In generale, ci sò dui tipi di corrente di guida di u mutore brushless, unu hè l'onda trapezoidale (in generale "onda quadra"), è l'altru hè l'onda sinusoidale. Calchì volta, u primu hè chjamatu brushless DC motor, è l'ultimu hè chjamatu AC servo motor. Per esse precisu, hè ancu un tipu di servomotore AC.
Per riduce u mumentu di inerzia, u mutore DC brushless adopta generalmente una struttura "slender". U mutore DC brushless hè assai più chjucu in u pesu è u voluminu di u mutore DC brushless, è u mumentu currispundente di inerzia pò esse ridutta da circa 40% - 50%. A causa di u prublema di trasfurmazioni di materiali magnetichi permanenti, a capacità generale di u mutore Brushless DC hè menu di 100kW.
Stu tipu di mutore hà una bona linearità di e caratteristiche meccaniche è e caratteristiche di regulazione, una larga gamma di regulazione di a velocità, una longa vita di serviziu, un mantenimentu còmode, un rumore pocu è senza serie di prublemi causati da spazzola. Dunque, stu tipu di mutore hà un grande potenziale d'applicazione in u sistema di cuntrollu.
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