Làm cách nào để chọn động cơ servo công nghiệp phù hợp cho ứng dụng của tôi?

1. Xác định nhu cầu ứng dụng của bạn

Đầu tiên, bạn cần hiểu sâu sắc về kịch bản ứng dụng của mình. Hãy tự hỏi mình những câu hỏi sau:

• Loại chuyển động : Ứng dụng của bạn có yêu cầu xoay liên tục, chuyển động tịnh tiến hoặc định vị chính xác không? Điều này sẽ xác định các yêu cầu về tốc độ, mô-men xoắn và độ chính xác.

• Đặc điểm tải : Tải trọng cần phải di chuyển là bao nhiêu? Tải quán tính hay không đổi? Điều này tác động trực tiếp đến mô-men xoắn cần thiết.

• Chu kỳ nhiệm vụ : Động cơ sẽ hoạt động liên tục hay gián đoạn? Các giai đoạn tăng tốc, tốc độ không đổi và giảm tốc kéo dài bao lâu trong một chu kỳ làm việc? Điều này xác định các yêu cầu về khả năng tản nhiệt và quá tải của động cơ.

• Điều kiện môi trường : Động cơ sẽ hoạt động trong môi trường nào? Nơi đó có nhiệt độ cao, độ ẩm cao, bụi bặm, hóa chất ăn mòn? Những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập (IP) của động cơ và lựa chọn vật liệu.

2. Cân nhắc thông số kỹ thuật cốt lõi

Sau khi hiểu rõ về ứng dụng của mình, bạn có thể bắt đầu đánh giá các thông số kỹ thuật của động cơ servo .

một. mô-men xoắn

Mô-men xoắn là thông số chính khi chọn động cơ servo. Nó được phân thành ba loại:

• mô-men xoắn định mức : Mô-men xoắn mà động cơ có thể tạo ra liên tục ở tốc độ định mức. Đây là mô-men xoắn bạn cần trong điều kiện hoạt động bình thường.

• mô-men xoắn cực đại : Mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể tạo ra trong thời gian ngắn khi quá tải. Điều này rất quan trọng để xử lý việc khởi động, tăng tốc hoặc thay đổi tải đột ngột. Đảm bảo mô-men xoắn cực đại của động cơ đáp ứng nhu cầu mô-men xoắn tức thời tối đa cho ứng dụng của bạn.

• Giữ mô-men xoắn : Trong một số ứng dụng, chẳng hạn như những ứng dụng yêu cầu động cơ duy trì vị trí sau khi mất điện, việc giữ mô-men xoắn là rất quan trọng.

Tính toán mô-men xoắn: Tính toán mô-men xoắn chính xác cần xem xét quán tính tải, ma sát, trọng lực và mô-men xoắn tăng tốc/giảm tốc. Bạn có thể sử dụng các công cụ hoặc công thức phần mềm chuyên nghiệp cho việc này và thường nên đưa vào biên độ an toàn 20-30%.

b. Tốc độ

Tốc độ cũng là một yếu tố quan trọng. Bạn cần biết:

• Tốc độ định mức : Tốc độ mà động cơ có thể hoạt động liên tục và ổn định.

• Tốc độ tối đa : Tốc độ cao nhất mà động cơ có thể đạt được. Đảm bảo giá trị này đáp ứng yêu cầu của ứng dụng, đặc biệt trong các tình huống yêu cầu phản hồi nhanh.

c. Kết hợp quán tính

Kết hợp quán tính là một trong những khía cạnh dễ bị bỏ qua nhất nhưng lại rất quan trọng trong việc lựa chọn một động cơ servo .

• Về mặt lý thuyết , tỷ lệ kết hợp tối ưu thường là 1:1.

• thực tế , đối với các kết nối cứng, tỷ lệ khuyến nghị thường nằm trong khoảng từ 3:1 đến 5:1. Đối với tải có quán tính cao, tỷ lệ này có thể cao hơn một chút, nhưng tỷ lệ quá cao (ví dụ: trên 10:1) có thể khiến hệ thống khó điều chỉnh, gây rung hoặc thậm chí dẫn đến mất ổn định.

d. Thiết bị phản hồi

Thiết bị phản hồi là trung tâm điều khiển chính xác của hệ thống servo. Các loại phổ biến bao gồm:

• Bộ mã hóa : Cung cấp thông tin về vị trí và tốc độ. Độ phân giải cao hơn dẫn đến độ chính xác định vị tốt hơn. Mỗi bộ mã hóa gia tăng và tuyệt đối đều có ưu và nhược điểm; cái trước rẻ hơn nhưng yêu cầu phải di chuyển lại sau khi mất điện, trong khi cái sau thì không.

• Trình giải quyết : Hoạt động ổn định hơn trong môi trường khắc nghiệt (nhiệt độ cao, độ rung) nhưng thường có độ phân giải thấp hơn bộ mã hóa.

3. Tích hợp và tương thích hệ thống

Chọn một động cơ servo không chỉ là việc lựa chọn động cơ; đó còn là việc xem xét khả năng tương thích của nó với toàn bộ hệ thống điều khiển.

• Ổ đĩa servo : Đảm bảo động cơ và bộ truyền động servo tương thích, lý tưởng nhất là từ cùng một thương hiệu hoặc có khả năng tương thích được chứng nhận. Bộ truyền động cần cung cấp đủ dòng điện và điện áp để cấp nguồn cho động cơ và hỗ trợ các chế độ điều khiển cần thiết (ví dụ: điều khiển vị trí, tốc độ hoặc mô-men xoắn).

• Bộ điều khiển : Kiểm tra xem động cơ servo và biến tần có thể giao tiếp với bộ điều khiển chính của bạn (PLC, IPC, v.v.). Các giao thức truyền thông phổ biến bao gồm EtherCAT, Profinet và CANopen.

• Xếp hạng IP : Chọn xếp hạng IP phù hợp dựa trên môi trường làm việc của bạn. Ví dụ: IP65 hoặc IP67 thường được sử dụng trong môi trường bụi bặm hoặc ẩm ướt.

Kết luận

Lựa chọn ngành công nghiệp phù hợp động cơ servo là một quy trình mang tính hệ thống đòi hỏi phải đánh giá toàn diện nhu cầu ứng dụng, các thông số kỹ thuật chính và khả năng tương thích với toàn bộ hệ thống điều khiển. Chúng tôi khuyên bạn nên cộng tác với các nhà cung cấp hoặc kỹ sư chuyên nghiệp để sử dụng chuyên môn và hỗ trợ kỹ thuật của họ để tính toán và lựa chọn chính xác, đảm bảo thiết bị tự động của bạn hoạt động hiệu quả và ổn định.