Փոխանցիկավոր սերվոշարժիչը կարող է օգտակար լինել պտտական շարժման տեխնոլոգիայի համար, սակայն կան մարտահրավերներ և սահմանափակումներ, որոնց մասին օգտատերերը պետք է տեղյակ լինեն։
Հեղինակներ՝ Դակոտա Միլլեր և Բրայան Նայթ
Ուսուցման նպատակներ
- Իրական աշխարհի պտտվող սերվո համակարգերը տեխնիկական սահմանափակումների պատճառով չեն ապահովում իդեալական կատարողականություն։
- Ռոտորային սերվոշարժիչների մի քանի տեսակներ կարող են առավելություններ ապահովել օգտագործողների համար, բայց յուրաքանչյուրն ունի իր հատուկ մարտահրավերը կամ սահմանափակումը։
- Ուղղակի փոխանցմամբ պտտվող սերվոշարժիչները առաջարկում են լավագույն արդյունավետությունը, բայց դրանք ավելի թանկ են, քան փոխանցման շարժիչները։
Տասնամյակներ շարունակ ատամնավոր սերվոշարժիչները եղել են արդյունաբերական ավտոմատացման ամենատարածված գործիքներից մեկը: Ատամնաշարժիչները ապահովում են դիրքավորման, արագության համապատասխանեցման, էլեկտրոնային լիսեռացման, փաթաթման, լարման, ամրացման կիրառություններ և արդյունավետորեն համապատասխանեցնում են սերվոշարժիչի հզորությունը բեռին: Սա առաջացնում է հարց. արդյո՞ք ատամնավոր սերվոշարժիչը պտտական շարժման տեխնոլոգիայի լավագույն տարբերակն է, թե՞ կա ավելի լավ լուծում:
Իդեալական աշխարհում ռոտորային սերվո համակարգը կունենար կիրառմանը համապատասխանող պտտող մոմենտ և արագության վարկանիշներ, այնպես որ շարժիչը ո՛չ գերչափազանց մեծ կլինի, ո՛չ էլ փոքր։ Շարժիչի, փոխանցման տարրերի և բեռի համադրությունը պետք է ունենա անսահման պտտական կոշտություն և զրոյական հետադարձ հարված։ Դժբախտաբար, իրական աշխարհի ռոտորային սերվո համակարգերը տարբեր աստիճաններով չեն հասնում այս իդեալականին։
Սերվո համակարգի տիպիկ դեպքում հետադարձ հարվածը սահմանվում է որպես շարժիչի և բեռի միջև շարժման կորուստ, որը պայմանավորված է փոխանցման տարրերի մեխանիկական շեղումներով։ Սա ներառում է փոխանցման տուփերի, գոտիների, շղթաների և միացումների միջև շարժման ցանկացած կորուստ։ Երբ մեքենան սկզբնապես միացվում է, բեռը կլողա մեխանիկական շեղումների մեջտեղում (Նկար 1Ա):
Մինչև բեռը շարժիչի կողմից տեղաշարժվելը, այն պետք է պտտվի՝ փոխանցման տարրերում առկա բոլոր ազատությունները լրացնելու համար (Նկար 1Բ): Երբ շարժիչը սկսում է դանդաղել շարժման վերջում, բեռի դիրքը կարող է իրականում գերազանցել շարժիչի դիրքը, քանի որ իմպուլսը բեռը տեղափոխում է շարժիչի դիրքից այն կողմ:
Շարժիչը պետք է կրկին վերականգնի թուլացումը հակառակ ուղղությամբ, նախքան բեռին պտտող մոմենտ կիրառելը՝ այն դանդաղեցնելու համար (Նկար 1C): Շարժման այս կորուստը կոչվում է հետադարձ շարժում և սովորաբար չափվում է աղեղային րոպեներով, որը հավասար է աստիճանի 1/60-րդ մասին: Արդյունաբերական կիրառություններում սերվո շարժիչների հետ օգտագործելու համար նախատեսված փոխանցման տուփերը հաճախ ունեն 3-ից 9 աղեղային րոպե տևողությամբ հետադարձ շարժման բնութագրեր:
Պտտման կոշտությունը շարժիչի լիսեռի, փոխանցման տարրերի և բեռի ոլորման դիմադրությունն է՝ ի պատասխան պտտող մոմենտի կիրառման: Անսահման կոշտ համակարգը պտտող մոմենտը կփոխանցի բեռին՝ առանց անկյունային շեղման պտտման առանցքի շուրջ. սակայն, նույնիսկ ամուր պողպատե լիսեռը փոքր-ինչ կպտտվի ծանր բեռի տակ: Շեղման մեծությունը տատանվում է կիրառվող պտտող մոմենտից, փոխանցման տարրերի նյութից և դրանց ձևից. ինտուիտիվորեն, երկար, բարակ մասերը ավելի շատ կպտտվեն, քան կարճ, հաստ մասերը: Այս պտման դիմադրությունն է, որը ստիպում է պարուրաձև զսպանակները աշխատել, քանի որ զսպանակի սեղմումը փոքր-ինչ պտտում է մետաղալարի յուրաքանչյուր պտույտը. ավելի հաստ մետաղալարը ստեղծում է ավելի կոշտ զսպանակ: Անսահման պտտման կոշտությունից փոքր ամեն ինչ ստիպում է համակարգին գործել որպես զսպանակ, ինչը նշանակում է, որ պոտենցիալ էներգիան կպահեստավորվի համակարգում, քանի որ բեռը դիմադրում է պտտմանը:
Երբ դրանք համակցվում են, վերջավոր պտտական կոշտությունը և հետադարձ հարվածը կարող են զգալիորեն վատթարացնել սերվո համակարգի աշխատանքը: Հետադարձ հարվածը կարող է անորոշություն առաջացնել, քանի որ շարժիչի կոդավորիչը ցույց է տալիս շարժիչի լիսեռի դիրքը, այլ ոչ թե այն վայրը, որտեղ հետադարձ հարվածը թույլ է տվել բեռին կայունանալ: Հետադարձ հարվածը նաև կարգավորման խնդիրներ է առաջացնում, քանի որ բեռը կարճ ժամանակով միանում և անջատվում է շարժիչից, երբ բեռը և շարժիչը փոխում են հարաբերական ուղղությունը: Հետադարձ հարվածից բացի, վերջավոր պտտական կոշտությունը կուտակում է էներգիա՝ շարժիչի և բեռի կինետիկ էներգիայի մի մասը վերածելով պոտենցիալ էներգիայի, որը հետագայում ազատվում է: Այս ուշացած էներգիայի արտանետումը առաջացնում է բեռի տատանումներ, առաջացնում է ռեզոնանս, նվազեցնում է կարգավորման առավելագույն օգտագործելի շահույթը և բացասաբար է ազդում սերվո համակարգի արձագանքման և կայունացման ժամանակի վրա: Բոլոր դեպքերում, հետադարձ հարվածի նվազեցումը և համակարգի կոշտության մեծացումը կբարձրացնի սերվո համակարգի աշխատանքը և կպարզեցնի կարգավորումը:
Պտտվող առանցքի սերվոշարժիչի կոնֆիգուրացիաներ
Պտտման առանցքի ամենատարածված կոնֆիգուրացիան պտտվող սերվոշարժիչն է՝ ներկառուցված կոդավորիչով՝ դիրքի հետադարձ կապի համար, և փոխանցման տուփ՝ շարժիչի առկա պտտող մոմենտը և արագությունը բեռի պահանջվող պտտող մոմենտին և արագությանը համապատասխանեցնելու համար: Փոխանցման տուփը հաստատուն հզորության սարք է, որը բեռի համապատասխանեցման համար նախատեսված տրանսֆորմատորի մեխանիկական անալոգն է:
Բարելավված սարքավորումների կոնֆիգուրացիան օգտագործում է ուղիղ փոխանցման պտտվող սերվոշարժիչ, որը վերացնում է փոխանցման տարրերը՝ բեռը ուղղակիորեն միացնելով շարժիչին: Մինչդեռ փոխանցման շարժիչի կոնֆիգուրացիան օգտագործում է միացում համեմատաբար փոքր տրամագծով լիսեռին, ուղիղ փոխանցման համակարգը բեռը ուղղակիորեն ամրացնում է շատ ավելի մեծ ռոտորի եզրին: Այս կոնֆիգուրացիան վերացնում է հետադարձ հարվածը և զգալիորեն մեծացնում է պտտական կոշտությունը: Ուղղակի փոխանցման շարժիչների ավելի բարձր բևեռների քանակը և բարձր պտտող մոմենտի փաթույթներն համապատասխանում են փոխանցման շարժիչի պտտող մոմենտի և արագության բնութագրերին՝ 10:1 կամ ավելի բարձր հարաբերակցությամբ:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 12-2021
