Die Drehmoment-Drehzahleigenschaften von Gleichstromservomotoren sind ihre Kernleistungsindikatoren und bestimmen direkt ihre Anwendungsfähigkeit in den Bereichen industrielle Automatisierung, Präzisionsbearbeitung und mehr. Diese Eigenschaftskurve zeigt in der Regel die doppelte Eigenschaft der "konstanten Drehmomentzone" und der "konstanten Leistungszone", deren Optimierung umfassende Maßnahmen aus drei Aspekten erfordert: Motordesign, Steuerstrategie und Systemanpassung.
Analyse der Drehmoment-Geschwindigkeitsmerkmalkurven
In der konstanten Drehmomentzone, der Motor durch die Aufrechterhaltung der Luftspalt magnetische Durchlauf konstant (wie ein Permanentmagnetmotor) oder die Regelung des magnetischen Stimulatorstroms (wie er Stimulator), so dass das elektromagnetische Drehmoment und der Armaturstrom in eine lineare Beziehung, zu diesem Zeitpunkt die Drehzahl mit der Zunahme des Lastmoments und linear abnimmt, mechanische Eigenschaften sind hart, geeignet für niedrige Geschwindigkeit hohes Drehmoment Szenario. Wenn die Drehzahl den Nennwert überschreitet, führt die Anti-Impulse-Erhöhung zur Einschränkung des Armaturstroms, das Drehmoment sinkt mit der Erhöhung der Drehzahl in die konstante Leistungszone, zu dieser Zeit wird die Motorleistung stabil, aber die Drehmomentdämpfung in der Hochgeschwindigkeitszone kann die dynamische Reaktion beeinflussen.
Optimierungsstrategien
Optimierung der Motorkonstruktion
Die Verwendung eines Permanentmagneten anstelle der Magnetwicklung kann den Magnetverlust beseitigen und das Drehmomentinertienverhältnis erhöhen, so dass der Motor ein höheres Drehmoment im gleichen Volumen ausgibt. Beispielsweise ermöglichen Palladium-Bor-Permanentmagnetenmotoren einen breiteren Drehzahlbereich im CNC-Zufuhrsystem. Darüber hinaus ist die optimale Gestaltung des Armaturkerns mit Schrägschlitz oder magnetischem Schlitzkeil möglich, um die Drehmomentpulsation des Zahnschlitzes zu verringern und die Gleichheit bei niedrigen Geschwindigkeiten zu verbessern.
Steuerungsalgorithmus-Upgrade
Einführung von Vektorsteuerungs- oder direkten Drehmomentsteuerungsalgorithmen, um eine schnelle und präzise Anpassung des Drehmoments durch Entkopplung von Drehmoment und Magnetstromkomponenten zu erreichen. Beispielsweise in Robotergelenkenanwendungen kompensiert die Modellprädiktionssteuerung die durch Lastmutationen verursachten Drehmomentschwankungen im Voraus und verkürzt die dynamische Reaktionszeit. In Kombination mit dem Algorithmus der Verschwommenheitssteuerung oder des neuronalen Netzwerks können die Steuerparameter adaptiv angepasst werden, um auf parametrische Impulse oder externe Störungen zu reagieren.
Übereinstimmung der Systemparameter
Um das Inert-Verhältnis der Last zu dem Motorrotor durch Inert-Abgleich zu optimieren, wird im Allgemeinen empfohlen, dass die Inert-Last 1-3-mal die Inert des Motorrotors ist, um Schwingungen während der Beschleunigung / Verlangsamung zu vermeiden. Zum Beispiel in einer Leiterplattenbohrmaschine können mit einem kleinen Inertienmotor und einem passenden Reduktor Kompatibilität zwischen der Positionierung mit hoher Geschwindigkeit und der Feinstellung mit niedriger Geschwindigkeit erreicht werden. Darüber hinaus kann die Optimierung der Steifigkeit der Antriebskette und die Verringerung der Zahnradspalte oder der Schraubenelastik die Verzögerung des mechanischen Antriebs auf die Drehmomentübertragung verringern.
Typische Anwendungsfälle
Bei CNC-Werkzeugspindelnantrieben bietet der Einsatz eines Gleichstromsservomotors mit hoher Inertität in Kombination mit einer schwachmagnetischen Drehzahlregeltechnik ein hohes Drehmoment in den niedrigen Drehzahlbereichen, um den Schneidbedarf zu erfüllen, während eine breite Drehzahlregelreihe durch eine Reduzierung des magnetischen Stimulationsstroms in den hohen Drehzahlbereichen erreicht wird. Die experimentellen Daten zeigen, dass der optimierte Systemdrehzahlbereich bis zu 1:5000 sein kann, die Drehmomentschwankungen reduziert werden und die Positionsgenauigkeit auf ±0,001 mm erhöht wird.