ሎድ-ወደ-ሞተር Inertia ውድር ፍሬም አልባ ቶርክ ሞተርስ፡ ከ 'Stability Shackles' ወደ ሀ 'የማፍጠን አቅም ያርድስቲክ'

በባህላዊ servo ምርጫ፣ የ inertia ጥምርታ ብዙውን ጊዜ እንደ ቀይ መስመር ነው የሚወሰደው፡ ከሚመከረው እሴት ይበልጣል፣ እና ስርዓቱ ሊወዛወዝ፣ ሊተኩስ ወይም ለማረጋጋት አስቸጋሪ ይሆናል። ሆኖም ግን, አንቀሳቃሹን በ a ፍሬም የሌለው የማሽከርከር ሞተር እና ስርጭቱ በቀጥታ ድራይቭ ተተክቷል ፣ ከዚህ ቀይ መስመር በስተጀርባ ያለው አመክንዮ በመሠረቱ ይለወጣል። የፍሬም አልባ ቀጥታ አንፃፊ ግትር ግኑኝነት የinertia ሬሾን ከተረጋጋ ጥያቄ ያሸጋግራል -'ተረጋጋ?' -ወደ ተለዋዋጭ አቅም ጥያቄ -'በፍጥነት ማፋጠን ይችላል?'

1. የ Inertia ተዛማጅ ሬሾ በትክክል ምንድን ነው?

የመጫኛ-ሞተር inertia ጥምርታ ልኬት የሌለው ቁጥር ነው፣  በጠቅላላው የመጫኛ inertia በሞተር ዘንግ ላይ የሚንፀባረቀው በሞተር rotor በራሱ ጉልበት ተከፍሏል

ሎድ J  ፣ የሚንፀባረቀው የጭነቱ ተመጣጣኝ ተዘዋዋሪ inertia ለሞተር ዘንግ የሚንፀባረቅበት ነው፣ እና  ጄ ሞተር   የሞተር rotor ስለ ራሱ ዘንግ ያለው ተዘዋዋሪ inertia ነው። ፍሬም ለሌላቸው የማሽከርከር ሞተሮች፣  J ሞተር   ብዙውን ጊዜ የሚወሰደው በሞተር ዳታ ሉህ ውስጥ ካለው 'rotor inertia' ነው እና ተጠቃሚው በ rotor ላይ የሚጭናቸው እንደ ማዕከሎች ወይም flanges ያሉ ክፍሎችን አያካትትም።

የፍጥነት-loop የመተላለፊያ ይዘትን እና የስርዓቱን ምላሽ ፍጥነት ለረብሻዎች በቀጥታ ስለሚገድብ የኢነርቲያ ውድር አስፈላጊ ነው። የ inertia ሬሾ በትልቁ ፣ 'ከባድ' ጭነቱ ይታያል ፣ ለሞተሩ የጭነቱን የእንቅስቃሴ ሁኔታ ለመለወጥ በጣም ከባድ ነው ፣ እና በተረጋጋ ሁኔታ ጥቅም ላይ የሚውሉ የትርፎች ክልል ጠባብ። በተለመዱት የሰርቮ አርክቴክቸርስ ከሚቀነሱ ጋር፣ ከመጠን በላይ ትልቅ የሆነ የኢንኤርቲያ ሬሾ እንዲሁ ከማስተላለፊያ ሰንሰለቱ የመለጠጥ እና የኋላ ግርዶሽ ጋር ሊጣመር እና ንዝረትን ሊያነቃቃ ይችላል።

2. በፍሬም በሌለው ቀጥታ አንፃፊ የመጣው ቁልፍ ለውጥ፡ ግትር ግኑኝነት 'ደህንነቱ የተጠበቀ ዞን'ን እንደገና ይጽፋል።

በባህላዊ ሰርቪስ ሲስተም ውስጥ የኢንቴቲያ ጥምርታ ከ 5፡1 እስከ 10፡1 አካባቢ በጥብቅ እንዲቀመጥ የሚፈለግበት አንዱ አስፈላጊ ምክንያት እንደ መጋጠሚያዎች፣ ቀበቶዎች እና ጊርስ ያሉ ተጣጣፊ ንጥረ ነገሮች በሞተሩ እና በጭነቱ መካከል ይቀመጣሉ። በትልቁ ጭነት inertia, ማስተላለፍ ሰንሰለት ያለውን resonant ድግግሞሽ ዝቅተኛ, እና ይበልጥ በቀላሉ ሥርዓት resonant ድግግሞሽ አጠገብ ያልተረጋጋ ይሆናል.

ፍሬም የሌለው የማሽከርከር ሞተር በቀጥታ ሸክሙን ሲነዳ ሮተር እና ጭነቱ ብዙውን ጊዜ  በጥብቅ ወይም በጥብቅ የተገናኙ ናቸው - rotor ተያይዟል ወይም ተጭኗል በቀጥታ በሎድ ዘንግ ላይ ተጭኗል፣ በመካከላቸው ምንም መቀነሻ ወይም ተጣጣፊ የማስተላለፊያ አካል የለም። ይህ የባህላዊ ስርጭት ሰንሰለትን የመለጠጥ እና የመለጠጥ ሁኔታን ያስወግዳል ፣ የስርዓቱን ሜካኒካል ሬዞናንስ ድግግሞሽ በከፍተኛ ሁኔታ ያሳድጋል ፣ እና ስለሆነም የሚታገሰውን የኢንሰርቲያ ውድር ክልልን በእጅጉ ያሰፋል። ከቀጥታ አንፃፊ የሞተር አምራቹ የተገኘ ነጭ ወረቀት ባህላዊ የሰርቮ አፕሊኬሽኖች ብዙውን ጊዜ የመጫኛ መጨናነቅን ብዙ ጊዜ የሚፈቅዱ ሲሆን ቀጥታ-ድራይቭ አፕሊኬሽኖች  በመቶዎች አልፎ ተርፎም በሺዎች የሚቆጠሩ ኢንቴቲያ ሬሾዎችን ሊፈቅዱ እንደሚችሉ ገልጿል ። Derui Precision የቀጥታ-ድራይቭ ምርጫ መመሪያ የበለጠ የተወሰኑ ማጣቀሻዎችን ይሰጣል፡በዝቅተኛ ፍጥነት ቀጥታ-ድራይቭ አፕሊኬሽኖች፣የኢነርቲያ ጥምርታ 1፡150 ሊደርስ ይችላል፣በከፍተኛ ፍጥነት ቀጥተኛ አንፃፊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ በ1፡10 ውስጥ እንዲቆይ ይመከራል።

ይህ ማለት ፍሬም ለሌላቸው የማሽከርከር ሞተሮች ፣  የኢንቴቲያ ጥምርታ ስሌት ዘዴ አልተቀየረም ፣ ግን 'ማለፊያ ጣራ ' እና የትርጓሜው መንገድ ተለውጠዋል ። በባህላዊ servo ስርዓት 'በጣም ከፍተኛ' የሚፈረድበት የinertia ሬሾ በጥብቅ ቀጥተኛ አንፃፊ ፍጹም ተቀባይነት ሊኖረው ይችላል። በዚህ ጊዜ፣ የ inertia ጥምርታ ዋና ጠቀሜታ አሁን ለመፍረድ አይደለም 'ይወዛወዛል?

3. የማስላት ደረጃዎች፡ ከክፍሎች እስከ ሬሾ

የ inertia ተዛማጅ ጥምርታ ስሌት በአምስት ደረጃዎች ሊከፈል ይችላል. አንድ ዋና መርሆ ብቻ አለ  ፡ የሁሉም አይነት እንቅስቃሴ ቅልጥፍና በመጨረሻ ከመጠቃለሉ በፊት ለሞተር ዘንግ በተዋሃደ መንገድ መንጸባረቅ አለበት።.

ደረጃ 1 ሁሉንም የሚንቀሳቀሱ አካላትን ይለዩ . ለ rotary መገጣጠሚያ ይህ አብዛኛውን ጊዜ የሞተር rotorን ፣ በ rotor ላይ በቀጥታ የተገጠመውን ቋት ወይም ፍላጅ ፣ የጭነት አካልን እና ማንኛውንም የጫፍ ጅምላ በመቀነስ ወይም በማስተላለፍ ዘዴ የተገናኘን ያጠቃልላል። የመስመራዊ እንቅስቃሴን ለሚያካትቱ ስርዓቶች (እንደ እርሳስ ብሎኖች ወይም መቀርቀሪያዎች)፣ በመስመራዊ የሚንቀሳቀስ ጅምላ እንደ ተዘዋዋሪ inertia መንጸባረቅ አለበት።

ደረጃ 2፡ እያንዳንዱ የሚሽከረከር አካል የነቃበትን ጊዜ ስለራሱ ዘንግ አስላ . ለጋራ የጂኦሜትሪክ ቅርፆች ቀመሮች እንደሚከተለው ናቸው ( mass m in kg, dimensions in m, result in kg·m²):

ጠንካራ ሲሊንደር  ስለ ማዕከላዊ ዘንግ)(  

ባዶ ሲሊንደር  ስለ ማዕከላዊ ዘንግ)(  

.

አራት  ማዕዘን ቅርጽ ያለው (በጅምላ መሃል በኩል ያለው ዘንግ እና ወደ አንድ ፊት ቀጥ ያለ) ። 

፣ ሀ እና ለ   ሁለቱ  የጎን ርዝመቶች  ከዚያ ዘንግ ጋር ቀጥ ያሉ ናቸው።

ያልተስተካከሉ ቅርጾች ወይም ከበርካታ ክፍሎች ለተሰበሰቡ ሸክሞች, ጭነቱ ወደ ብዙ መደበኛ የጂኦሜትሪክ አካላት ሊከፈል ይችላል, ለብቻው ይሰላል እና ከዚያም ይደምር. የንግድ CAD ሶፍትዌር አብዛኛውን ጊዜ በቀጥታ የተወሰነ ዘንግ ስለ ክፍል inertia ቅጽበት ማውጣት ይችላሉ; በምህንድስና ልምምድ, ይህ ተመራጭ መሆን አለበት.

ደረጃ 3፡ መስመራዊ የሚንቀሳቀስ ክብደትን ያንጸባርቁ . ስርዓቱ በ rotary motion (ለምሳሌ በእርሳስ screw የሚነዳ ስላይድ ደረጃ) የሚንቀሳቀሱ ቀጥተኛ ተንቀሳቃሽ አካላትን ከያዘ፣ ከሞተሩ ዘንግ ጋር የሚንፀባረቀው ተመጣጣኝ inertia፡-

የት p ከሞተሩ አንድ አብዮት ጋር የሚዛመደው መስመራዊ መፈናቀል (m/rev) ነው።

ደረጃ 4፡ የመቀነስ ሬሾን ይያዙ።  ከሌለ  መቀነሻ  ፍሬም የሌለው የማሽከርከር ሞተር እና ጭነት (ቀጥታ አንፃፊ) መካከል i=1 እና ምንም ነጸብራቅ አያስፈልግም። በመካከላቸው የመቀነሻ ሬሾ ያለው የማስተላለፊያ ዘዴ ካለ , የጭነት-ጎን inertia በ i መከፋፈል አለበት ; i⊃2 ወደ ሞተር ዘንግ ሲንጸባረቅ;

የመቀነስ ሬሾው በትልቁ ፣ 'ትንሹ ' የመጫኛ አለመታዘዝ ይታያል ። ይህ አንድ ቅነሳ የማይነቃነቅ ማዛመድን ዘና የሚያደርግበት መሠረታዊ ምክንያት ነው። ፍሬም የሌለው የማሽከርከሪያ ሞተር የተለመደው አጠቃቀም ቀጥተኛ ድራይቭ ነው, ስለዚህ ይህ እርምጃ ብዙውን ጊዜ ሊዘለል ይችላል, ነገር ግን በትክክል በዚህ ምክንያት, የጭነት መጨናነቅ  ሳይለወጥ ይታያል. በሞተር ዘንግ ጫፍ ላይ

ደረጃ 5: ድምር እና በሞተር rotor inertia ማካፈል . ለማግኘት ወደ ሞተር ዘንግ ላይ የሚንፀባረቁትን ሁሉንም inertias ይጨምሩ  J ሎድ  ， የሚያንጸባርቅ , ከዚያም በ  J ሞተር   ከሞተር ዳታ ሉህ ውስጥ የኢንerቲያ ተዛማጅ ሬሾን ለማግኘት ያካፍሉ።

4. በፍሬም አልባ የሞተር ስሌቶች ውስጥ ተግባራዊ የሆነ ድንበር፡ 'ሞተር ሮተር' የሚያበቃው የት ነው?

ፍሬም የሌለው የማሽከርከሪያ ሞተር መኖሪያ ቤት ወይም የተጠናቀቀ ዘንግ የለውም; rotor ተጠቃሚው ወደ ሜካኒካል መዋቅር ማካተት ያለበት አካል ነው. በሞተር አምራቹ የሚሰጠው 'rotor inertia' ብዙውን ጊዜ የሚሸፍነው የ rotor አካልን ብቻ ነው (ቋሚ ማግኔቶች፣ rotor ቀንበር፣ ወዘተ)። በመርህ ደረጃ፣  አስማሚው ፍላጅ፣ የሚጨብጠው እጅጌ፣ ቋት እና ተጠቃሚው ጭነቱን ከ rotor ጋር ለማገናኘት የሚጨምረው በ rotor ላይ በቀጥታ የተስተካከለ ማንኛውም ስብስብ ሁሉም እንደ  የጭነት ጎን መቆጠር አለባቸው።'ሞተር ኢንኢነርሺያ' አካል ሳይሆን እንደ

በሂሳብ ፣ ይህ ሬሾን አይለውጥም - ፍላጅው እንደ 'ሞተር' ወይም ' ጭነት ' ተቆጥሯል ፣ በሞተር rotor inertia የተከፋፈለው አጠቃላይ የመረበሽ ውጤት ተመሳሳይ ነው ፣ ምክንያቱም መለያው ሁል ጊዜ የሞተር አካል የ rotor inertia ነው። ግን ትርጉም ያለው ነው  ለኤንጂነሪንግ ፍርድ -የኢንቴሽን ሬሾን ከፍ ባለ ቦታ ላይ ሲያገኙ በመጀመሪያ ሊመረመሩት የሚገባው  ተጨማሪው ክብደት በቀጥታ ከ rotor ጋር በጥብቅ የተገናኘ ነው ፣ ምክንያቱም ከ rotor ጋር አንድ ላይ የተጣደፈ ፣ በቀጥታ ለኢንቴርሺያ ጥምርታ አስተዋጽኦ ያደርጋል ፣ እና ብዙውን ጊዜ ቀላል ክብደት ባለው ንድፍ አማካኝነት በቀላሉ ሊቀንስ የሚችል ክፍል ነው።

5. የሚመከሩ ክልሎች፡ ሁኔታዎችን ይመልከቱ እንጂ አንድ መጠን-ለሁሉም ቁጥር የሚስማማ አይደለም

የ inertia ተዛማጅ ጥምርታ 'ተገቢ እሴት' በማስተላለፊያ ቅጹ እና በተለዋዋጭ መስፈርቶች ላይ በእጅጉ የተመካ ነው። የሚከተለው ሠንጠረዥ በምርጫ ወቅት አቀማመጥ ከተለያዩ ምንጮች የምህንድስና ማጣቀሻዎችን ያጠናክራል፡

በሠንጠረዡ ውስጥ ያሉት '≤5:1' እና '5:1–10:1' ዋጋዎች ከአምራቾች የምህንድስና ምክሮች የመጡ ናቸው እና ግልጽ ተለዋዋጭ የአፈጻጸም መስፈርቶች ባላቸው መገጣጠሚያዎች ወይም ሮታሪ ጠረጴዛዎች ላይ ተፈጻሚ ይሆናሉ። የመጫኛ ኢንቬንቴሽን ከሞተር ኢንኤርቲያ እጅግ የላቀ ሲሆን እና አፕሊኬሽኑ ራሱ ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘትን የማይፈልግ ከሆነ ፣ ግትር ቀጥተኛ አንፃፊ በተረጋጋ ሁኔታ በጣም ከፍተኛ በሆነ የኢንertia ሬሾ ሊሰራ ይችላል - ዋጋው  በመረጋጋት ሳይሆን በሞተር ከፍተኛ ጉልበት የተገደበ ነው ። በዚህ ሁኔታ የ inertia ሬሾ እንደ 'የማፍጠን አቅም መለኪያ' ነው፡ የሬሾው ተገላቢጦሽ ( ጄ ሞተር  /ጄ ድምር  ) ወደ 1 በቀረበ ቁጥር የሞተር ኢንቴቲያ በጠቅላላ inertia ውስጥ ያለው ድርሻ ከፍ ያለ ሲሆን ተመሳሳይ የከፍታ ማሽከርከር የሚፈጥረው የማዕዘን ፍጥነት ይጨምራል።

6. ቀለል ያለ ስሌት ምሳሌ

ቀጥታ የሚሽከረከር የማሽከርከር መገጣጠሚያን አስቡ፡ ፍሬም የሌለው የማሽከርከር ሞተር የ rotor inertia ነው። 

. የጅምላ 0.5 ኪሎ ግራም እና ራዲየስ 0.04 ሜትር ጋር አንድ አሉሚኒየም ቅይጥ ማዕከል rotor ላይ mounted ነው; በማዕከሉ ላይ የተስተካከለ ሸክም እንደ ጠንካራ ሲሊንደር በጅምላ 3 ኪሎ ግራም እና ራዲየስ 0.08 ሜትር ሊጠጋ ይችላል። እሱ ቀጥተኛ ድራይቭ ነው ፣ ምንም መቀነሻ የለውም።

ሃብ inertia፡ 

የመጫን ጉልበት; 

አጠቃላይ የተንፀባረቀ inertia፡ 

Inertia ተዛማጅ ሬሾ፡ 

ይህ ጥምርታ በባህላዊ ሰርቪስ ሥርዓት ውስጥ ከተጣመረ ከሞላ ጎደል ከባድ የኮሚሽን ሥራ ማለት ነው። ሆኖም ፣ በጠንካራ ቀጥተኛ አንፃፊ ፣ ተቀባይነት ያለው መሆን አለመሆኑን በመተግበሪያው መስፈርቶች ላይ የተመሠረተ ነው-መጋጠሚያው መካከለኛ እና ዝቅተኛ-ፍጥነት አቀማመጥን በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ በሆነ የማዕዘን ፍጥነት ብቻ ማከናወን ከፈለገ 51: 1 ወደ አለመረጋጋት አይመራም ፣ አፕሊኬሽኑ በሚሊሰከንድ ደረጃ ማቀናጀት ወይም የከፍተኛ ድግግሞሽ ተገላቢጦሽ እንቅስቃሴን የሚፈልግ ከሆነ ሬሾው ወደ 10፡1 ወይም 5፡1 በሚጠጋ ደረጃ መቀነስ ያለበት የጭነቱን ብዛት በመቀነስ፣የጭነቱን ራዲየስ በመቀነስ ወይም የሞተር ሞዴል ከትልቅ የ rotor inertia ጋር በመምረጥ ነው። ስሌቱ ራሱ ብቻ መልስ ይሰጣል ' ሬሾው ምንድን ነው '; 'ይህ ጥምርታ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል' ከስርጭት ግትርነት እና ከተለዋዋጭ የአፈጻጸም መስፈርቶች ጋር በማጣመር መመለስ አለበት።

ማጠቃለያ

ፍሬም የሌለው የማሽከርከር ሞተር የመጫኛ ማዛመጃ ሬሾው ስሌት ዱካ ግልፅ ነው፡-  inertia ምንጮችን ዘርዝር የ በትክክል መለወጥ የሚያስፈልገው የስሌቱ ውጤት የሚተረጎምበት መንገድ ነው። በጠንካራ ቀጥተኛ-ድራይቭ አርክቴክቸር ስር፣ የኢንቴቲያ ሬሾ ከአሁን በኋላ በባህላዊ servo ስርዓቶች ውስጥ በጥብቅ መታየት ያለበት 'መረጋጋት ቀይ መስመር' አይደለም ። ይልቁንስ ለመለካት ገዢ ነው  የሞተር ኢንኤርቲያ በጠቅላላ ኢንቬንቴሽን ምን ያህል እንደሆነ ። በቀጥታ አይነግርዎትም 'ይሽከረከራል?' ግን 'ምን ያህሉ የማፍጠን ስራ በሞተር ቶርኪ መሸከም እንዳለበት ይነግርዎታል።' ፍሬም ለሌላቸው የማሽከርከር ሞተሮች inertia matching ለመጠቀም ትክክለኛው መንገድ በመጀመሪያ ሬሾውን በግልፅ ማስላት እና ወደ T=Jα በመመለስ የማፍጠን አቅምን ማረጋገጥ ነው።