Роботын хүрээгүй моментийн моторын үндсэн параметрүүдийн дэлгэрэнгүй тайлбар: моментийн нягтрал, моментийн долгион ба моторын тогтмолыг хэрхэн үнэлэх вэ

Эдгээр гурван параметр яагаад чухал вэ?

Хүн дүрст роботууд болон хамтран ажилладаг роботууд лабораториос үйлдвэрлэлийн шугам руу хурдацтай шилжиж байна. Хамтарсан хөдөлгүүрийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох моторыг зөв сонгох нь роботын даац, хөдөлгөөний нарийвчлал, тэсвэр тэвчээрийг шууд тодорхойлдог. Олон төрлийн моторын дотроос Frameless моментийн мотор нь  авсаархан бүтэцтэй, хамтарсан модулиудад шууд суулгаж чаддаг тул гол сонголт болсон - Tesla Optimus-ийн бүх 28 хамтарсан идэвхжүүлэгч нь Frameless моментийн моторыг үндсэн хөтөч болгон ашигладаг.

Гэсэн хэдий ч өргөн хүрээний бүтээгдэхүүний мэдээллийн хуудастай тулгарах үед зөвхөн 'нэрлэсэн хүч' эсвэл 'нэрлэсэн хурд' гэх мэт уламжлалт үзүүлэлтүүдийг харах нь хангалтгүй юм. Хүрээгүй моментийн мотор нь роботын холболтын үйл ажиллагааны нөхцөлийг даван туулж чадах эсэхийг үнэхээр тодорхойлдог гурван гүн гүнзгий параметрүүд нь:  эргүүлэх моментийн нягтрал, эргүүлэх момент ба моторын тогтмол (км) юм  . Тэд 'Энэ хангалттай хүчтэй юу?', 'Хангалттай тогтвортой юу?', 'Энэ нь гүйцэтгэлийг хангаж чадах уу?' гэсэн гурван үндсэн асуултад хариулдаг. Энэ нийтлэл нь инженерүүд болон технологи сонирхогчдод мэдээллийн хуудасны тоонуудын жинхэнэ утгыг ойлгоход нь туслах үүднээс параметр бүрийг задалсан болно.

I. Эхлээд ойлгоорой: Хүрээгүй момент мотор гэж юу вэ?

Параметрүүдийг ойлгохын тулд эхлээд энэ 'үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг' ямар харагдахыг мэдэх хэрэгтэй.

Хүрээгүй моментийн мотор нь 'орон сууцнаас нь хасагдсан' мотор бөгөөд энэ нь зөвхөн хоёр үндсэн цахилгаан соронзон бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ:  статор ба ротор . Энэ нь орон сууцгүй, холхивчгүй, гаралтын босоо амгүй. Энэ нь ердийн мотор шиг бие даан ажиллах боломжгүй гэсэн үг юм; Үүний оронд энэ нь роботын холбоосын бүтцэд шууд суулгагдсан байх ёстой - статор нь холболтын орон сууцанд бэхлэгдсэн, ротор нь ачааны босоо амтай шууд холбогддог.

Энэхүү 'хүрээгүй' загвар нь гурван үндсэн давуу талыг санал болгодог:  нэгж эзэлхүүн дэх эргэлтийн момент нь уламжлалт мотороос ойролцоогоор 30%-иар их, хөшүүрэг дэх арын урсгал арилж, ойролцоогоор 50%-иар илүү хөшүүн чанар, хөндий бүтэц нь роботын дотоод холболтын шаардлагыг хангадаг.  Эдгээр шалтгааны улмаас энэ нь хамтран ажиллах болон хүн дүрст роботын хамтарсан модулиудын үндсэн тэжээлийн бүрэлдэхүүн хэсэг болсон.

II. Эргэлтийн моментийн нягтрал - Мотор хэр 'хүчирхэг' вэ

Моментийн нягтрал гэж юу вэ?

Энгийнээр хэлэхэд эргэлтийн моментийн нягтрал гэдэг нь нэгж эзэлхүүн эсвэл нэгж жинд мотор хэр их эргүүлэх хүчийг гаргаж чадахыг хэлнэ. Энэ нь ихэвчлэн хоёр аргаар илэрхийлэгддэг: эзэлхүүний эргэлтийн нягтрал (Нм / л) ба гравиметрийн моментийн нягтрал (Нм / кг).

Роботын хамтарсан зай маш хязгаарлагдмал. Та илүү их эргүүлэх момент авахын тулд хөдөлгүүрийн диаметрийг эцэс төгсгөлгүй нэмэгдүүлэх боломжгүй - энэ нь холболтыг томруулж, нэгтгэхэд хэцүү болгоно. Тиймээс моментийн нягтрал нь цахилгаан соронзон дизайны 'авсаархан байдлыг' үндсэндээ хэмждэг: өгөгдсөн орон зайд илүү хүчтэй соронзон орон, өндөр гүйдлийн үр ашиг бүхий мотор илүү их эргүүлэх хүчийг гаргаж чаддаг.

Энэ параметрийг хэрхэн үнэлэх вэ?

Хөдөлгүүрийг сонгохдоо та  хамгийн муу нөхцөлд ажиллах хамгийн их моментийн эрэлтэд тулгуурлан, 10-20% -ийн аюулгүй байдлын хязгаарыг хадгалах хэрэгтэй.  Хүн дүрст роботын холболтын хувьд оргил моментийн эрэлт нь нэрлэсэн моментоос 5-10 дахин их байж болно. Жишээлбэл, алхалтын мөчлөгийн үед нэг хөл нь биеийн жинг бүхэлд нь даах үед хип үений мотор нь тогтмол хурдтай алхахад шаардагдах эргэлтээс хэд дахин их хүчийг гаргах шаардлагатай болдог.

Мөн эргүүлэх моментийн нягт нь хөргөлтийн нөхцөлтэй нягт холбоотой гэдгийг анхаарна уу. Хүрээгүй мотор нь дулаан ялгаруулахын тулд суурилуулсан механик бүтцэд тулгуурладаг тул битүүмжилсэн холболтын доторх бодит байнгын эргэлтийн момент нь нэрийн хавтангийн утгын ердөө 50-70% байж болно. Тиймээс моментийн нягтын үзүүлэлтүүдийг үнэлэхдээ бүтээгдэхүүний мэдээллийн хуудсанд заасан бууралтын муруйг анхаарч үзээрэй.

Одоогоор Хятадад дотоодын үйлдвэрлэсэн моторын моментийн нягтын түвшин хурдацтай сайжирч байна. Жишээлбэл, компанийн U цувралын хүрээгүй моментийн моторууд нь 16-аас 200 мм-ийн гадна диаметртэй, 0.01-ээс 65 Нм-ийн нэрлэсэн эргүүлэх хүчийг хамарч, бичил холбоосоос эхлээд хүнд даацын холболт хүртэл янз бүрийн шаардлагыг хангадаг.

III. Тогтвортой момент – Мотор хэр тогтвортой вэ?

Torque Ripple гэж юу вэ?

Хэдийгээр та моторыг хамгийн тохиромжтой тогтмол гүйдлээр тэжээж байсан ч түүний гаралтын момент нь төгс гөлгөр шулуун шугам биш байх болно; жижиг үечилсэн хэлбэлзэл байх болно - энэ нь  эргүүлэх моментийн долгион бөгөөд ихэвчлэн нэрлэсэн эргүүлэх моменттой харьцуулахад долгионы далайцын хувиар илэрхийлэгддэг.

Моментийн долгионы хоёр үндсэн эх үүсвэр байдаг:

• Зуурмагийн момент:  Статорын шүд/слот ба роторын байнгын соронзны хоорондох соронзон таталцлын өөрчлөлтөөс үүссэн хэлбэлзэл. Энэ нь эргэлтийн моментийн гол хүчин зүйл бөгөөд байнгын соронзтой моторын өвөрмөц шинж чанар юм.

• Гармоник эргүүлэх момент:  Ороомгийн тархалт синусоид хэв маягийг дагадаггүй, соронзон хэлхээний ханалт зэрэг хүчин зүйлсээс үүдэлтэй цахилгаан соронзон гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүд.

Роботын хэрэглээний хувьд эргүүлэх моментийн практик нөлөө нь маш чухал юм. Хэт их эргүүлэх момент нь бага хурдтай үе мөчний үйл ажиллагааны үед чичирч, тасалдал хэлбэрээр илэрдэг 'cogging'-д хүргэдэг бөгөөд энэ нь нарийн угсралт, эмнэлгийн мэс засал зэрэг хэрэглээний гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.

Энэ параметрийг хэрхэн үнэлэх вэ?

Салбарын тэргүүлэгч түвшин нь ихэвчлэн  1% -иас доош эргүүлэх моментийг шаарддаг.  Чадварлаг гар гэх мэт нарийн үйлдлүүдийн хувьд эргүүлэх моментийн долгионыг 2% дотор хянах шаардлагатай байж болно.

Моторын долгионыг багасгах нь моторын дизайны гол сорилтуудын нэг юм. Инженерийн нийтлэг аргууд нь: туйл-слотын хослолыг оновчтой болгох, хазайсан үүр эсвэл хазайсан туйл ашиглах, байнгын соронзны өргөн ба нумын коэффициентийг тохируулах, шүдний үзүүрт туслах үүр нэмэх зэрэг орно. Гэсэн хэдий ч арааны эргэлтийн моментийг багасгах, гаралтын моментийг нэмэгдүүлэх хоёрын хооронд харилцан адилгүй зүйл байдгийг анхаарна уу - араа холбох моментийг дарах зарим загвар (агаарын завсарын уртыг нэмэгдүүлэх гэх мэт) нь гаралтын моментийг бууруулж болно. Цаашилбал, маш хатуу эргүүлэх моментийн шаардлага бүхий хэрэглээнд үйлдвэрлэгчид  оролтгүй (агаарын цөмт) хүрээгүй момент моторуудыг санал болгож болох бөгөөд энэ нь зарим эрчим хүчний нягтралыг золиослох зардлаар араа залгах моментийг бүрмөсөн арилгадаг.

Иймд моментийн долгионы үзүүлэлтүүдийг үнэлэхдээ энэ нь 'бага байх тусмаа сайн' тухай биш, харин 'ашиглалтын жигд байдал' болон 'моментийн гаралтын чадвар' хоорондын оновчтой тэнцвэрийг олоход чиглэгддэг.

IV. Хөдөлгүүрийн Тогтмол км – Мотор 'Гүйцэтгэлийг тогтвортой байлгаж чадах уу'

Хөдөлгүүрийн тогтмол км гэж юу вэ?

Хөдөлгүүрийн тогтмол Km нь гурван параметрийн 'хамгийн бага танил' боловч 'хамгийн практик' байж магадгүй юм. Олон тооны бүтээгдэхүүний мэдээллийн хуудас нь энэ утгыг шууд өгдөггүй ч мотор сонгоход түүний ач холбогдол нь эргэлт ба хурдаас багагүй юм.

Км-ийн тодорхойлолт нь:

Км = Кт / √R

Энд Kt нь эргэлтийн моментийн тогтмол (нэгж гүйдэлд үйлдвэрлэсэн эргэлт), R нь ороомгийн эсэргүүцэл юм. Үүний физик утга нь:  1 ваттын эсэргүүцлийн алдагдлыг алдах нөхцөлд мотор хэр их эргүүлэх хүчийг гаргаж чадах вэ?  Нэгж нь Нм/√Вт.

Энэ тодорхойлолт яагаад чухал вэ? Учир нь мотор ажиллах үед ороомгийн эсэргүүцэл нь дулааныг үүсгэдэг. Хуримтлагдсан дулаан нь температурыг нэмэгдүүлж, эцэст нь моторын тасралтгүй ажиллах чадварыг хязгаарладаг. Илүү өндөр км-ийн утга нь ижил хэмжээний дулаан үйлдвэрлэсэн (ижил эсэргүүцлийн хүчийг сарниулсан) мотор илүү их эргүүлэх хүчийг гаргаж чадна гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл,  Km нь дулааны хязгаарлалтын үед моторын жинхэнэ эргэлтийн хүчийг хэмждэг.

Зүйрлэвэл: Хэрэв моментийн нягтрал нь хөдөлгүүрийн 'тэсрэх хүчийг' хэмждэг бол Km нь хөдөлгүүрийн 'тэсвэрийг' хэмждэг. Мотор нь маш өндөр оргил моменттой байж болох ч ороомгийн эсэргүүцэл нь мөн өндөр (нимгэн утас, олон эргэлт) байвал өндөр гүйдлийн тогтвортой ажиллагааны явцад хурдан халах бөгөөд энэ тохиолдолд түүний тасралтгүй гаралтын чадвар хязгаарлагдмал байдаг.

Энэ параметрийг хэрхэн үнэлэх вэ?

Янз бүрийн үйлдвэрлэгч эсвэл өөр өөр загваруудын моторыг харьцуулахдаа км нь 'нэрлэсэн хүч' эсвэл 'оргил эргэлт'-ийг харахаас илүү шударга хэмжигдэхүүн юм. Шалтгаан:

• Ижил эзэлхүүнтэй хоёр мотор нь ижил оргил эргүүлэх моменттой байж болох ч хэрэв нэг нь Km-ийн утга нь хамаагүй өндөр байвал энэ нь урт хугацааны ашиглалтын явцад илүү тогтвортой гүйцэтгэлийг хадгалж, халаалтаас болж буурах магадлал багатайг харуулж байна.

• Км дулааны алдагдалтай эргүүлэх моментийн гаралтын чадварыг хослуулж, роботын тасралтгүй ажиллагааны үед моторын гүйцэтгэлийг илүү бодитойгоор үнэлдэг.

Практик сонголтын хувьд та дараах байдлаар явж болно.

1. Шаардлагатай хамгийн бага км-ийг тооцоолно:  Ачааллын эргүүлэх момент T ба зөвшөөрөгдөх эсэргүүцлийн алдагдал P өгөгдсөн бол Km_min = T / √P болно. Энэ доод хэмжээнээс их км-ийн утгатай нэр дэвшигч моторыг сонго.

2. Туршилтын температурт анхаарлаа хандуулаарай:  Км ба Кт-ийн шалгалт тохируулгын температур нь ихэвчлэн 20 ° C-аас 40 ° C хооронд байдаг. Өөр өөр үйлдвэрлэгчид өөр өөр температурт тохируулга хийж болно; температур өндөр байх тусам Kt утга бага байна. Хөндлөн харьцуулалт хийхдээ тохируулгын нөхцөл нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

3. Өгөгдлийг идэвхтэй хүсэх:  Өмнө дурьдсанчлан олон мэдээллийн хуудас нь Km-ийн утгыг шууд өгдөггүй. Сонгон шалгаруулалтын явцад энэ параметрийг ханган нийлүүлэгчээс идэвхтэй асуухыг зөвлөж байна.

V. Гурван параметрийн харилцаа ба хамтын ажиллагааны талаар авч үзэх

Моментийн нягтрал, эргүүлэх момент, хөдөлгүүрийн тогтмол Km нь тусгаарлагдсан үзүүлэлт биш юм; Тэд төрөлхийн харилцаатай, зохицолтой.

Мотор нь эргүүлэх моментийн нягтыг сайжруулахыг хичээх үед (жишээлбэл, агаарын зайны урсгалын нягтыг нэмэгдүүлэх замаар) энэ нь эргүүлэх моментийн долгион нэмэгдэхэд хүргэж болзошгүй. Үүний эсрэгээр, бага эргэлтийн долгионыг хэт их эрэлхийлэх нь (жишээлбэл, цоорхойгүй бүтцийг ашиглах) эргүүлэх моментийн нягтыг бууруулдаг. Тиймээс Frameless Torque Motor-ийн сайн загвар нь  хамгийн оновчтой тэнцвэрийн цэгийг олдог. эдгээр гурван параметрийн

Дүгнэлт: Сонголт бол тооны тоглоом биш юм

Инженерийн өдөр тутмын ажлын хувилбар руу буцах юм бол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохдоо 'илүү том параметрүүд илүү сайн' гэсэн сэтгэлгээнд амархан ордог. Гэсэн хэдий ч үнэхээр боловсорсон сонгон шалгаруулах стратеги нь дээр үндэслэн тохиролцоог тодорхойлдог . бодит үйл ажиллагааны нөхцөл  роботын үений

• Хүнд даацын доод мөчний үе?  эргүүлэх моментийн нягтыг эрэмбэлэх . Ачааллын хүчин чадал, хэт ачааллын хязгаарыг хангахын тулд

• Нарийвчлалтай гар эсвэл мэс заслын робот уу?  эргүүлэх моментийн долгионыг чухалчил . Бага хурдны жигд байдлыг хангахын тулд

• Аж үйлдвэрийн роботууд удаан хугацаанд тасралтгүй ажилладаг уу?  км-ийн үнэ цэнийг эрэмбэлэх . Дулааны тогтвортой байдал, урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахын тулд

2026 онд хүмүүн дүрст роботын үйлдвэрлэл масс үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх чухал үе шатанд орж байгаа тул Хятадад дотооддоо үйлдвэрлэсэн Frameless момент моторууд эргэлтийн моментийн нягтрал, эргүүлэх момент зэрэг үндсэн үзүүлэлтүүдээрээ олон улсын түвшинд хурдацтай хүрч байгаа бөгөөд үнэ нь хилийн чанад дахь харьцуулж болох бүтээгдэхүүний дөнгөж 50-70%-тай тэнцэж байна. Инженерүүдийн хувьд параметрүүдийг ойлгож, өгөгдлийн хуудасны тоонуудын цаана байгаа физик утгыг олж харах нь 'үүнийг ажиллуулахаас' 'сайн ажиллах' хүртэлх гол алхам юм.