Các yếu tố cần xem xét khi xác định kích thước động cơ servo

Để chọn đúng động cơ servo phù hợp, điều cần thiết là phải xem xét các đặc tính cơ học và động lực học của tải cũng như môi trường vận hành. Các yếu tố chính bao gồm:

Mô-men xoắn

Mô-men xoắn là một trong những yếu tố quan trọng để xác định kích thước động cơ servo. Nó xác định khả năng của động cơ trong việc tạo ra lực cần thiết để di chuyển tải trọng. Điều cần thiết để xác định đúng kích thước động cơ là phải tính toán mô-men xoắn cực đại trong chu kỳ vận hành, bao gồm khởi động, dừng và vận hành khi có tải. Động cơ có kích thước phù hợp, có nghĩa là động cơ hoạt động hiệu quả, không bị quá tải và ngăn ngừa hỏng hóc sớm. Vì thế, điều quan trọng là phải chọn động cơ servo có mô-men xoắn tương thích với nhu cầu của ứng dụng, bao gồm cả biên độ an toàn để xử lý các đỉnh tải đột ngột.

Tốc độ

Tốc độ là một yếu tố quan trọng khác khi lựa chọn động cơ servo. Nó xác định tốc độ hoạt động của động cơ, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian chu kỳ và năng suất máy. Khi tính toán kích thước động cơ servo, tốc độ tối đa mà ứng dụng yêu cầu cũng phải được tính đến, bao gồm cả những thay đổi trong các giai đoạn khác nhau của chu kỳ làm việc. Với thông số tốc độ chính xác, động cơ sẽ đáp ứng được các yêu cầu vận hành mà không vượt quá giới hạn, điều này có thể dẫn đến hao mòn nhanh hay hỏng hóc.

Quán tính

Quán tính của tải ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc và giảm tốc hiệu quả của hệ thống. Tỷ lệ giữa quán tính của động cơ và quán tính của tải phải được tối ưu hóa để đảm bảo phản ứng nhanh và điều khiển chính xác.
Sự khác biệt đáng kể giữa các quán tính này có thể dẫn đến việc kiểm soát chuyển động không đầy đủ, làm tăng nguy cơ rung động và mất ổn định. Bởi vậy, điều cần thiết là phải tính toán tổng quán tính của hệ thống và chọn động cơ có quán tính tương thích cho mục đích đảm bảo hiệu suất được tối ưu.

Điện áp

Điện áp là yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn động cơ servo và bộ truyền động servo của chúng. Nó xác định khả năng tương thích về điện giữa động cơ và lưới điện hoặc nguồn điện.
Việc lựa chọn động cơ servo có điện áp phù hợp là điều cơ bản để tránh quá tải điện và đảm bảo hoạt động hiệu quả. Điều quan trọng là điện áp của động cơ servo phải phù hợp với hệ thống điều khiển và nguồn điện, qua đó tối đa hóa hiệu quả năng lượng và giảm thiểu nguy cơ làm hỏng động cơ.

Dòng điện

Dòng điện đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của động cơ servo vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến mô-men xoắn và công suất. Khi lựa chọn một động cơ servo, điều bắt buộc là phải đánh giá dòng điện tối đa mà động cơ cần trong quá trình vận hành.
Việc lựa chọn bộ truyền động servo có thể cung cấp dòng điện cần thiết mà không vượt quá giới hạn cũng rất quan trọng nhằm ngăn động cơ quá nhiệt, đồng thời đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy. Dòng điện thích hợp cho phép động cơ hoạt động tối ưu và cung cấp mô-men xoắn cần thiết cho ứng dụng.

Nhiệt độ

Quản lý nhiệt độ là một yếu tố cơ học và điện quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn động cơ servo. Động cơ tạo ra nhiệt trong quá trình hoạt động và khả năng tản nhiệt này ảnh hưởng đến hiệu suất cũng như tuổi thọ của động cơ.
Việc lựa chọn động cơ servo và bộ truyền động servo có đặc tính nhiệt tốt sẽ giúp duy trì nhiệt độ trong giới hạn an toàn. Điều này có nghĩa là môi trường vận hành, bất kỳ hệ thống thông gió hoặc làm mát nào và hiệu suất nhiệt của động cơ cũng như bộ truyền động cũng cần được xem xét, để tránh tình trạng quá nhiệt và đảm bảo hiệu suất ổn định.

Công suất

Công suất của động cơ servo được xác định nhờ kết hợp giữa điện áp và dòng điện, đồng thời là chỉ số cho biết khả năng thực hiện công việc của động cơ.
Khi lựa chọn động cơ servo, điều quan trọng là phải chọn động cơ có công suất phù hợp với ứng dụng; khi đó động cơ sẽ có thể thực hiện các nhiệm vụ cần thiết mà không vượt quá công suất. Việc lựa chọn một bộ truyền động servo tương thích có khả năng cung cấp công suất cần thiết cho động cơ, mà không gây kém hiệu quả cũng rất quan trọng nhằm tối ưu hóa hiệu suất hệ thống cũng như hiệu quả năng lượng.

Bộ truyền động servo và mạng truyền thông

Một khía cạnh khác quyết định hiệu suất hoạt động của động cơ servo là bộ truyền động servo và mạng truyền thông. Bộ truyền động phải có khả năng chuyển đổi các lệnh điều khiển thành các hành động vận động chính xác, trong khi mạng truyền thông phải có khả năng truyền dữ liệu nhanh chóng và đáng tin cậy giữa động cơ, bộ truyền động và hệ thống điều khiển (PLC).
Khả năng tương thích giữa các thành phần này rất quan trọng để thiết kế một hệ thống điều khiển chuyển động thống nhất có thể đáp ứng hiệu quả các nhu cầu vận hành, do đó mang lại độ chính xác, hiệu quả và tính linh hoạt trong tự động hóa công nghiệp.

Các phương pháp hay nhất để xác định kích thước và lựa chọn động cơ servo

Khi xác định kích thước và lựa chọn động cơ servo, bạn nên tuân theo một số phương pháp hay nhất để tìm ra lựa chọn hiệu quả nhất cho nhu cầu ứng dụng cụ thể của mình. Dưới đây là các phương pháp được khuyến nghị:

• Kiểm tra điện áp khả dụng:
  Đảm bảo rằng động cơ servo tương thích với điện áp nguồn điện của hệ thống lắp đặt.
• Xác định biểu đồ chuyển động:
  Phân tích những yêu cầu về tốc độ trong suốt chu kỳ vận hành, bao gồm giai đoạn tăng tốc và giảm tốc.
• Tính toán mô-men xoắn cần thiết:
  Xác định mô men xoắn cần thiết dựa trên quán tính cơ học, lực ma sát và lực bên ngoài.
• Đánh giá tỷ lệ quán tính:
  Đánh giá tỷ lệ quán tính lý tưởng giữa tải và rôto động cơ để cải thiện khả năng điều khiển và phản ứng của hệ thống.
• Lựa chọn động cơ servo sơ bộ:
  Sau khi xác định các tiêu chí chính, hãy chọn động cơ đáp ứng các yêu cầu về điện áp cung cấp điện, tốc độ danh nghĩa, mô-men xoắn liên tục và cực đại, cũng như quán tính.
• Xác định bằng cách sử dụng hộp số:
  Nếu ứng dụng yêu cầu giảm tốc độ, tăng mô-men xoắn và cải thiện tỷ số quán tính, hãy cân nhắc thêm bánh răng (bộ giảm tốc) vào hệ thống.
• Lựa chọn động cơ servo cuối cùng:
  Hãy tinh chỉnh lựa chọn của bạn bằng cách điều chỉnh tỷ số giảm, mô-men xoắn cần thiết và tỷ lệ quán tính sẽ giúp tìm ra động cơ phù hợp nhất.
• Hoàn thiện kích thước với bộ truyền động servo:
  Chọn bộ truyền động servo có điện áp đầu vào phù hợp, dòng điện đầu ra đủ lớn và giao diện điều khiển phù hợp.

Sử dụng công cụ cấu hình Electric Motion Sizing của chúng tôi để định cỡ hệ thống truyền động điện hoặc cơ điện của bạn một cách nhanh chóng, dễ dàng và chính xác.

Tổng kết

Lựa chọn động cơ servo phù hợp bắt đầu bằng việc hiểu rõ tải, mô-men xoắn, tốc độ và các yêu cầu về môi trường của ứng dụng. Cân nhắc cẩn thận các yếu tố này và tuân thủ các phương pháp tốt nhất về kích thước và lựa chọn sẽ giúp bạn đảm bảo động cơ servo cung cấp khả năng điều khiển chuyển động chính xác, hiệu quả và đáng tin cậy, phù hợp với nhu cầu của hệ thống.