डायरेक्ट ड्राइव्ह वि. गियर रोटरी सर्व्होमोटर: डिझाइनच्या फायद्याचे प्रमाण: भाग 1

शिकण्याची उद्दीष्टे

• तांत्रिक मर्यादांमुळे रिअल-वर्ल्ड रोटरी सर्वो सिस्टम आदर्श कामगिरीपेक्षा कमी पडतात.
• कित्येक प्रकारचे रोटरी सर्व्होमोटर्स वापरकर्त्यांसाठी फायदे प्रदान करू शकतात, परंतु प्रत्येकाचे विशिष्ट आव्हान किंवा मर्यादा आहे.
• डायरेक्ट ड्राइव्ह रोटरी सर्व्होमोटर्स उत्कृष्ट कामगिरी ऑफर करतात, परंतु ते गियरमोटर्सपेक्षा अधिक महाग आहेत.

अनेक दशकांपासून, औद्योगिक ऑटोमेशन टूलबॉक्समधील गियर केलेले सर्व्होमोटर्स सर्वात सामान्य साधनांपैकी एक आहे. गियर केलेले सेव्ह्रोमोटर्स पोझिशनिंग, वेग मॅचिंग, इलेक्ट्रॉनिक कॅमिंग, वळण, तणाव, कडक अनुप्रयोग आणि सर्व्होमोटरच्या सामर्थ्याशी कार्यक्षमतेने जुळतात. यामुळे हा प्रश्न उपस्थित होतो: रोटरी मोशन तंत्रज्ञानासाठी एक गियर सर्व्होमोटर हा सर्वोत्तम पर्याय आहे की यापेक्षा चांगला उपाय आहे का?

परिपूर्ण जगात, रोटरी सर्वो सिस्टममध्ये टॉर्क आणि स्पीड रेटिंग्स असतात जे अनुप्रयोगाशी जुळतात म्हणून मोटर जास्त आकाराचे किंवा आकाराचे नसते. मोटर, ट्रान्समिशन घटक आणि लोडच्या संयोजनात अनंत टॉर्शनल कडकपणा आणि शून्य बॅकलॅश असावा. दुर्दैवाने, वास्तविक वर्ल्ड रोटरी सर्वो सिस्टम या आदर्शापेक्षा कमी प्रमाणात कमी पडतात.

ठराविक सर्वो सिस्टममध्ये, बॅकलॅशची व्याख्या मोटर दरम्यानच्या हालचालीचे नुकसान आणि ट्रान्समिशन घटकांच्या यांत्रिक सहिष्णुतेमुळे उद्भवलेल्या लोडच्या रूपात परिभाषित केले जाते; यात गिअरबॉक्सेस, बेल्ट्स, चेन आणि कपलिंग्जमधील कोणत्याही मोशन लॉसचा समावेश आहे. जेव्हा एखादी मशीन सुरुवातीला चालविली जाते, तेव्हा मेकॅनिकल सहिष्णुता (आकृती 1 ए) च्या मध्यभागी लोड कुठेतरी तरंगली जाईल.

मोटरद्वारे लोड स्वतः हलविण्यापूर्वी, ट्रान्समिशन घटकांमध्ये (आकृती 1 बी) अस्तित्त्वात असलेल्या सर्व स्लॅक घेण्यासाठी मोटरने फिरविणे आवश्यक आहे. जेव्हा मोटार हलविण्याच्या शेवटी कमी होऊ लागते, तेव्हा मोटरच्या स्थितीच्या पलीकडे भार टाकल्यामुळे लोड स्थितीत मोटर स्थितीत खरोखरच मागे टाकता येते.

ते कमी करण्यासाठी लोडवर टॉर्क लावण्यापूर्वी मोटरने पुन्हा उलट दिशेने स्लॅक घेणे आवश्यक आहे (आकृती 1 सी). या हालचालीच्या नुकसानीस बॅकलॅश म्हणतात आणि सामान्यत: कंस-मिनिटात मोजले जाते, जे डिग्रीच्या 1/60 व्या समान असते. औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये सर्व्होसह वापरण्यासाठी डिझाइन केलेले गिअरबॉक्समध्ये बर्‍याचदा 3 ते 9 आर्क-मिनिटांपर्यंतचे बॅकलॅश वैशिष्ट्य असते.

टॉर्शनल कडकपणा म्हणजे मोटर शाफ्ट, ट्रान्समिशन घटक आणि टॉर्कच्या अनुप्रयोगास प्रतिसाद म्हणून लोड करणे. रोटेशनच्या अक्षांबद्दल कोणतीही कोनीय विक्षेपण न करता एक असीम कडक प्रणाली लोडमध्ये टॉर्क प्रसारित करते; तथापि, एक घन स्टील शाफ्ट देखील जड भारात किंचित पिळेल. डिफ्लेक्शनची परिमाण लागू केलेल्या टॉर्क, ट्रान्समिशन घटकांची सामग्री आणि त्यांचे आकार बदलते; अंतर्ज्ञानाने, लांब, पातळ भाग लहान, चरबीपेक्षा अधिक पिळतील. ट्विस्टिंगचा हा प्रतिकार म्हणजे कॉइल स्प्रिंग्स कार्य करते, कारण स्प्रिंगला वायरच्या प्रत्येक वळणास किंचित संकुचित करते; फॅटर वायर एक कठोर वसंत .तु बनवते. अनंत टॉर्शनल कडकपणापेक्षा कमी काहीही सिस्टम वसंत as तु म्हणून कार्य करण्यास कारणीभूत ठरते, म्हणजे लोड रोटेशनचा प्रतिकार केल्यामुळे संभाव्य उर्जा सिस्टममध्ये साठविली जाईल.

एकत्र केल्यावर, मर्यादित टॉर्शनल कडकपणा आणि बॅकलॅश सर्वो सिस्टमच्या कामगिरीला लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते. बॅकलॅश अनिश्चिततेचा परिचय देऊ शकतो, कारण मोटर एन्कोडर मोटरच्या शाफ्टची स्थिती दर्शविते, जिथे बॅकलॅशने भार तोडून टाकण्यास परवानगी दिली नाही. जेव्हा लोड आणि मोटर रिव्हर्स संबंधित दिशा उलट करतात तेव्हा बॅकलॅशने मोटरमधील लोड जोडप्यांना आणि मोटरमधील अनियंत्रित म्हणून ट्यूनिंगच्या समस्यांचा परिचय देखील दिला. बॅकलॅश व्यतिरिक्त, मर्यादित टॉर्शनल कडकपणा मोटरची काही गतीशील उर्जा रूपांतरित करून आणि संभाव्य उर्जेमध्ये लोड करून उर्जा साठवते आणि नंतर त्यास सोडते. या विलंबित उर्जा प्रकाशनामुळे लोड ओसीलेशन होते, अनुनाद होते, जास्तीत जास्त वापरण्यायोग्य ट्यूनिंग नफा कमी होतो आणि सर्वो सिस्टमच्या प्रतिसाद आणि सेटलमेंटच्या वेळेस नकारात्मक परिणाम होतो. सर्व प्रकरणांमध्ये, प्रतिक्रिया कमी करणे आणि सिस्टमची कडकपणा वाढविणे सर्वो कामगिरी वाढवते आणि ट्यूनिंग सुलभ करेल.

रोटरी अक्ष सर्व्होमोटर कॉन्फिगरेशन

सर्वात सामान्य रोटरी अ‍ॅक्सिस कॉन्फिगरेशन एक रोटरी सर्व्होमोटर आहे ज्यात स्थिती अभिप्रायासाठी अंगभूत एन्कोडर आहे आणि उपलब्ध टॉर्क आणि मोटरची गती आवश्यक टॉर्क आणि लोडच्या गतीशी जुळण्यासाठी गिअरबॉक्स आहे. गिअरबॉक्स हे एक स्थिर उर्जा डिव्हाइस आहे जे लोड मॅचिंगसाठी ट्रान्सफॉर्मरचे यांत्रिक एनालॉग आहे.

सुधारित हार्डवेअर कॉन्फिगरेशन डायरेक्ट ड्राइव्ह रोटरी सर्व्होमोटर वापरते, जे मोटरवर लोड थेट जोडून ट्रान्समिशन घटक काढून टाकते. गियरमोटर कॉन्फिगरेशन तुलनेने लहान व्यासाच्या शाफ्टमध्ये जोडणीचा वापर करते, डायरेक्ट ड्राइव्ह सिस्टम लोडला थेट मोठ्या रोटर फ्लॅंजवर बोलते. हे कॉन्फिगरेशन बॅकलॅश काढून टाकते आणि टॉर्शनल कडकपणा मोठ्या प्रमाणात वाढवते. डायरेक्ट ड्राइव्ह मोटर्सची उच्च खांबाची संख्या आणि उच्च टॉर्क विंडिंग्स 10: 1 किंवा त्याहून अधिक गुणोत्तर असलेल्या गियरमोटरच्या टॉर्क आणि वेग वैशिष्ट्यांशी जुळतात.