Một trong những công cụ quan trọng để lựa chọn kích cỡ cho động cơ là đường đặc tính moment tốc độ của động cơ, nó cho thấy sự kết hợp giữa mô-men xoắn và tốc độ mà động cơ có thể tạo ra trong hai vùng hoạt động hoạt động liên tục và điểm hoạt động tối đa hoặc không liên tục.
Để tránh quá tải nhiệt cho động cơ và bộ điều khiển driver, chúng ta phải đảm bảo rằng ứng dụng vẫn nằm trong vùng làm việc liên tục của đường cong đặc tuyến tốc độ mô-men xoắn trong quá trình hoạt động bình thường và nó nằm trong vùng làm việc gián đoạn khi yêu cầu mô-men xoắn cực đại, bài viết sẽ hướng dẫn cách tính moment xoắn cho động cơ để bạn tham khảo và tìm hiểu về cách tính
Vùng làm việc liên tục chỉ ra sự kết hợp của mô-men xoắn và tốc độ mà động cơ có thể tạo ra trong suốt quá trình vận hành mà không bị quá nóng.
Bởi vì biên dạng chuyển động của hệ thống servo là mang tính động học yêu cầu nhiều giá trị tốc độ và mô-men xoắn trong suốt quá trình di chuyển, mô-men xoắn RMS(giá trị moment trung bình) của ứng dụng được sử dụng để xác định xem động cơ có nằm trong vùng làm việc liên tục của đường đặc tuyến tốc độ mô-men xoắn hay không.
Mô-men xoắn RMS, hoặc Moment xoắn trung bình, là lượng mô-men xoắn, nếu được áp dụng liên tục sẽ dẫn đến cùng một lượng nhiệt từ động cơ cũng như bằng tất cả các yêu cẩu về mô-men xoắn khác nhau của ứng dụng trong quá trình di chuyển của nó.
Điều này bao gồm mô-men xoắn do gia tốc, mô-men xoắn khi vận tốc không đổi, mô-men xoắn trong quá trình giảm tốc và mô-men xoắn trong quá trình dừng – thường có thể được giả định bằng 0, trừ khi ứng dụng yêu cầu mô-men xoắn để giữ tải tại một vị trí nào đó cần chống lại một lực – ví dụ, giữ tải trọng chống lại trọng lực trong một ứng dụng thẳng đứng.
TRMS: Moment xoắn trung bình
Ta: Moment xoắn yêu cầu trong quá trình gia tốc (N.m)
ta : thời gian cần thiết trong quá trình gia tốc (s)
Tc: Moment xoắn yêu cầu trong quá trình đẳng tốc(N.m)
tc : thời gian cần thiết trong quá trình đẳng tốc(s)
Td: Moment yêu cầu trong quá trình giảm tốc (N.m)
td : thời gian cần thiết trong quá trình giảm tốc (s)
Mô-men xoắn yêu cầu trong suốt phần đẳng tốc của chuyển động bao gồm lượng mô-men xoắn cần thiết để truyền tải, mô-men xoắn cần thiết để vượt qua bất kỳ tải từ trong ổ trục hoặc cơ cấu truyền động và mô-men xoắn cần thiết để vượt qua bất kỳ ma sát sinh ra trong hệ thống ví dụ, vòng bi đỡ hoặc vòng đệm.
- Tc : Moment xoắn yêu cầu trong quá trình đẳng tốc
- Td : Moment xoắn yêu cầu để di chuyển tải.
- Tp: Moment xoắn cho tải đặt trước.
- T Moment xoắn để thắng ma sát.
Mômen xoắn cần thiết trong phần tăng tốc của chuyển động bao gồm mômen xoắn cần thiết trong quá trình vận tốc không đổi cộng với mômen xoắn cần thiết để tăng tốc tải
- Ta= Tc + Tacc
- Ta : Moment xoắn yêu cầu trong quá trình tăng tốc
- Tc : Moment xoắn yêu cầu trong quá trình đẳng tốc
- Tacc: Moment xoắn yêu cầu để bắt đầu gia tốc cho tải.
Mômen cần thiết để tăng tốc tải phụ thuộc vào tổng quán tính của hệ thống và gia tốc góc của nó.
- Jt : Tổng quán tính của hệ thống(kg.m2)
- a: gia tốc góc( rad/s2)
Quán tính của hệ thống bao gồm quán tính của động cơ (tại thời điểm này, sẽ cần được ước tính, vì động cơ cụ thể vẫn chưa được chọn), quán tính của cơ cấu truyền động – chẳng hạn như trục vít me bi hoặc bộ truyền động đai – và quán tính của tải.
- Jt : Moment quán tính tổng của hệ thống.
- Jm : Moment quán tính của motor.
- Js : Moment quán tính cho cấu kiện cơ khí
- Jl : Moment quán tính của tải.
Gia tốc góc là vận tốc góc lớn nhất chia cho thời gian gia tốc.
- Α = gia tốc góc (rad / s2)
- N : Vận tốc góc(rpm)
- t: thời gian gia tốc(s)
Mô-men xoắn cần thiết cho phần giảm tốc của chuyển động đơn giản là mô-men xoắn cần thiết cho vận tốc không đổi trừ đi mô-men xoắn cần thiết cho gia tốc.
- Td : Moment xoắn yêu cầu trong suốt quá trình giảm tốc.
- Tc :Moment xoắn yêu cầu trong quá trình đẳng tốc
- Tacc: Moment xoắn yêu cầu trong quá trình gia tốc cho tải.
Vùng làm việc không liên tục hoặc điểm peak thể hiện lượng mô-men xoắn cao nhất mà động cơ có thể tạo ra ở một tốc độ nhất định trong một khoảng thời gian giới hạn – thường là vài mili giây – theo quy định của nhà sản xuất.
Để xác định xem ứng dụng có hoạt động trong vùng gián đoạn của động cơ hay không, chúng tôi sử dụng mô-men xoắn cực đại – lượng mô-men xoắn cao nhất mà động cơ sẽ cần tạo ra trong chu kỳ làm việc của nó.
Mô-men xoắn cực đại thường xuất hiện trong quá trình tăng tốc, vì vậy chúng tôi sử dụng mô-men tăng tốc được xác định trước đó – mô-men xoắn cần thiết cho vận tốc không đổi cộng với mô-men xoắn cần thiết để tăng tốc tổng tải hệ thống (động cơ, tải và cơ cấu truyền động).
Hai loại truyền động phổ biến cho các ứng dụng động cơ tuyến tính là vít me bi và hệ thống dây đai và ròng rọc.
