Zijn servomotoren AC of DC?

Inhoud verbergen Wat is een servomotor Een servomotor is tegenwoordig een van de meest gebruikte elementen in de technologie, die specifieke oefeningen met een laag koppel mogelijk maakt en vaak wordt ingezet in een robotwerkcel of automatisering/luchtvaart/medisch instrumentgebruik. De motoren passen perfect bij open-loop of gesloten-loop positie-, snelheids- en versnellingsregeling. AC of DC zijn echter meer dan alleen spanningsverschillen. Het heeft een vrij zachte maar directe impact op prestaties, overhead, efficiëntie en de use-cases waarin het het beste tot zijn recht komt.

In dit bericht proberen we de krachtbron van servomotoren te verhelderen, enkele AC/DC-dubbelzinnigheden te ontrafelen en meer, zodat u bij het zoeken naar een bepaald type servomotor een eenvoudig te volgen richtlijn tot uw beschikking hebt.

Dit is in wezen hetzelfde AC vs DC debat dat je kunt vinden in discussies over servomotoren. DC motoren worden aangestuurd door DC of gelijkstroom die als input dient en wordt aangestuurd door een externe bron zoals een accu. Omdat ze meestal worden aangestuurd door het lichtnet of speciaal ontworpen omvormers, werken AC motoren door middel van wisselstroom die afwisselend van richting verandert; wat er vaak toe leidt dat ze een eenvoudigere constructie en bediening hebben. AC die constant van polariteit wisselt, heeft een nog complexer ontwerp nodig met condensatoren en inductoren om dit heen-en-weer zwaaien te verwerken.

Er zijn twee soorten stroombronnen -- AC of DC in het geval van servomotoren en het heeft een groot effect op de prestatiekenmerken. DC-servomotoren worden het meest gebruikt in toepassingen die snelle acceleratie vereisen met zeer hoge koppel-inertieverhoudingen: bijvoorbeeld vacuümproceslijnen en pomponderzoekers (voeg hier een foto van toe). Dit komt omdat ze een lage inertie hebben en snel controleveranderingen volgen, wat ze ideale kandidaten maakt voor precisiepositietoepassingen die snelle, nauwkeurige bewegingen vereisen. Naarmate de snelheid toeneemt, kan de efficiëntie echter enigszins dalen, omdat er elektrische verliezen optreden bij bewerkingen met een zeer laag koppel.

AC servomotoren produceren een hoog koppel bij extreem lage snelheden, met een breed snelheidsbereik tot 10:1. In de toepassing zijn dit voornamelijk borstelloze DC-motoren of stappenmotoren, maar voordat we ingaan op de gedetailleerde bespreking van dit onderwerp, moeten enkele basisprincipes over servomotoren worden ontwikkeld. Dit komt door deze eigenschap dat ze nog steeds goed kunnen werken bij een hoog snelheidsbereik gedurende een lange periode, met name op machines met roterende onderdelen. Bovendien worden geborstelde DC-motoren ook geleverd met borstels, wat een ander punt van slijtage kan zijn na veel looptijd; het resultaat kan mogelijk scherpere en minder onderhoudsgevoelige gedragingen van AC-iteraties opleveren.

Dit zijn de valkuilen die de keuze voor AC of DC als stroombron vertroebelen. We moeten opmerken dat de grenzen tussen technologie en media nu dunner zijn dan ooit. Ook al worden moderne motorregelsystemen met borstelloze DC-motoren in een digitaal AC-ontwerp steeds nauwkeuriger en efficiënter, er is één ding te verwachten. Uiteindelijk worden ze tegenwoordig meer beïnvloed door wat een bepaalde toepassing of systeem vereist, vanwege omgevingsomstandigheden en bestaande stroominfrastructuur dan in het verleden.

De keuze tussen het gebruik van AC- en DC-servomotoren in precisieregeling is eenvoudig - er zijn mogelijkheden van elk motortype waar we rekening mee moeten houden. DC-servomotoren zijn bijvoorbeeld ideaal voor toepassingen die positionele nauwkeurigheid vereisen, zoals die van CNC-machines, omdat ze een constant koppel en een snellere respons bieden. Als voorbeeld werd gezegd dat de AC-servomotoren hier uitblonken voor grootschalige industriële automatisering (bijv. transportbanden of snelle assemblagelijnen) die beweging op hogere snelheden en het laden van meer spanningskracht over grotere afstanden vereisten; omdat dit betekende dat ze sneller konden bewegen EN zwaardere lasten veel gemakkelijker konden verwerken dan vergelijkbare DC-borstelunits, terwijl ze heen en weer schoten!

Besluitvorming - 29% (lees ook: milieu) AC-motoren zijn afgedicht om AC-motoren te zijn die zijn gemaakt van niet-geperste materialen, hogere en lagere temperaturen die normale lagers niet kunnen weerstaan, bijvoorbeeld stof, vocht, enz. Hetzelfde geldt voor draagbare apparaten of systemen (die op batterijen moeten werken), DC-motoren zijn eenvoudiger en praktischer omdat een stroombron DC levert.

Om het AC/DC-probleem aan te pakken, zijn de volgende zaken nodig: volledige toepassingsvereisten, topsnelheidsbehoeften; gezond opstartkoppel voor veldbelaste service en acceptabele snelheden met wisselstroom - plus vermogensproblemen. DC-motoren presteren hier bijzonder goed, omdat een motor om snel te kunnen opstarten en draaien een hoog opstartkoppel nodig kan hebben (koppel = kracht x afstand), waar AC moeite mee kan hebben bij bredere snelheidsbereiken, terwijl ook de efficiëntie behouden blijft die beter wordt geleverd door een AC-systeem.

In werkelijkheid simuleer of test je het waarschijnlijk gewoon tot de ene manier beter lijkt dan de andere. Bovendien maken hybride servomotortechnologieën en verbeterde regelalgoritmen het mogelijk dat AC-systemen zich qua snelheid vrijwel gedragen als DC zonder de veldprestaties te verliezen - het beste van twee werelden.

Uiteindelijk is het een AC of DC die een servomotor oplaadt, maar het komt ook allemaal neer op het matchen van specifieke vereisten door de juiste motoreigenschappen te selecteren. Dat klinkt als een statistisch debat, maar het gaat er echt om de mythe te ontkrachten van wat servomotorvermogen levert en ingenieurs deze nauwkeurige controle effectiever te laten gebruiken die in zoveel technische wonderen voorkomt en verschillende industrieën bedient met hun innovaties.