Quali fattori devo considerare quando dimensiono un servomotore?

Dimensionamento e servomotore industriale è un passaggio fondamentale nella progettazione di qualsiasi sistema di controllo del movimento. Sbagliare può portare a prestazioni scadenti, guasti frequenti o costi inutili. Invece di scegliere semplicemente un motore in base a una potenza nominale generale, un approccio professionale prevede un'analisi dettagliata dei requisiti specifici della vostra applicazione.

per dimensionare correttamente un servomotore, è necessario considerare i seguenti fattori chiave.

1. Analisi del profilo di movimento

Il primo passo è definire il movimento richiesto. Un profilo di movimento suddivide un singolo ciclo di movimento in segmenti di accelerazione, velocità costante e decelerazione.

• tempo di accelerazione e decelerazione: Ciò determina la coppia di picco richiesta per avviare e arrestare il carico. Le rampe più veloci richiedono una coppia più elevata.

• tempo a velocità costante: Il motore deve fornire un certo livello di coppia continua per superare l'attrito e altre forze durante la parte stazionaria del movimento.

• tempo di permanenza: Il tempo tra i cicli di movimento è fondamentale per consentire al motore di raffreddarsi. Influisce sulla capacità del motore di gestire le richieste del ciclo successivo.

2. Carico e inerzia

La capacità di un motore di spostare un carico è direttamente legata all’inerzia del sistema. L'inerzia è una misura della resistenza di un oggetto a un cambiamento di movimento.

• Inerzia del carico: Questa è l'inerzia di tutto ciò di cui il motore ha bisogno per muoversi, compreso il carico stesso, gli ingranaggi, le pulegge e qualsiasi altro componente meccanico.

• Inerzia del motore: Questa è l'inerzia del rotore del motore. Lo scenario ideale prevede che l'inerzia del motore sia una piccola frazione dell'inerzia totale del sistema. Una buona regola pratica è avere un rapporto di inerzia carico-motore compreso tra 3:1 e 5:1 , anche se rapporti fino a 10:1 può essere accettabile con una corretta messa a punto. Un'inerzia non corrispondente può causare circuiti di controllo instabili o difficili da regolare, con conseguenti vibrazioni e scarsa precisione di posizionamento.

3. Requisiti di coppia

La coppia è la forza di rotazione prodotta dal motore. È necessario considerare due tipi di coppia:

• Coppia continua ( $$t_C$$

  Questa è la coppia massima che il motore può produrre continuamente senza surriscaldarsi. È necessario per superare le forze stazionarie come l'attrito e la gravità. È la coppia media su un ciclo di lavoro completo.

• Coppia di picco ( $$t_p$$

  Questa è la coppia massima che il motore può fornire per un breve periodo, in genere durante l'accelerazione o la decelerazione. La coppia di picco del motore deve essere superiore alla coppia di accelerazione massima dell'applicazione per garantire prestazioni dinamiche.

È possibile utilizzare il metodo del valore efficace (RMS) per calcolare la coppia continua richiesta, tenendo conto dei livelli di coppia e delle durate per ciascun segmento del profilo di movimento. La coppia RMS calcolata deve essere inferiore alla coppia continua nominale del motore ( $$T_C$$ ). Allo stesso modo, la coppia di picco richiesta deve essere inferiore alla coppia di picco nominale del motore ( $$T_P$$ ).

4. Requisiti di velocità

La velocità nominale del motore è un altro fattore critico. Il motore scelto deve essere in grado di raggiungere la velocità massima richiesta dal vostro profilo di movimento. Dovresti anche considerare la curva velocità-coppia del motore. All'aumentare della velocità, la coppia disponibile spesso diminuisce. Assicurarsi che il motore possa fornire la coppia necessaria alla velocità richiesta.

5. Fattori ambientali

An servomotore industriale deve resistere alle condizioni del suo ambiente operativo.

• Temperatura: Assicurarsi che l'intervallo di temperatura operativa del motore sia adatto all'ambiente. Temperature ambiente elevate possono ridurre le prestazioni del motore.

• Grado di protezione dell'ingresso (IP): Questa valutazione indica la resistenza del motore alla polvere e ai liquidi. Per ambienti polverosi o umidi, un grado IP più elevato è essenziale per prevenire danni al motore.

• Vibrazioni e urti: Il motore deve essere sufficientemente robusto dal punto di vista meccanico per gestire eventuali vibrazioni o urti presenti nell'applicazione.

Considerando attentamente ciascuno di questi fattori (profilo di movimento, inerzia, coppia, velocità e ambiente) è possibile selezionare un servomotore industriale che offre prestazioni, efficienza e longevità ottimali per la vostra applicazione specifica. Un accurato processo di dimensionamento non solo garantisce un funzionamento affidabile, ma aiuta anche a evitare il sovradimensionamento, che può comportare costi più elevati e sprechi di energia.