Couple et décrochage des servomoteurs : Comment l'accélération angulaire et la charge utile affectent votre système

Bref résumé
Bonjour et bienvenue dans cette exploration complète des couple, servo, et couple de décrochage dans le monde fascinant du contrôle des mouvements. Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi un moteur pourrait décrochage ou comment un servomoteur peut produire le servocouple dont vous avez besoin pour vos projets d'automatisation, cet article est exactement ce que vous cherchez. Nous verrons comment, en tant que usines de fabrication de servomoteurs pour les produitsLes objectifs de l'UE sont d'aider Fabricants d'équipements d'automatisation et intégrateurs de systèmes tirer parti des systèmes d'asservissement avancés. À la fin de votre lecture, vous comprendrez les principes fondamentaux de ce qui suit couple de décrochage, décrochage du moteuret les éléments clés de la accélération angulaire et charge utile pour les solutions d'asservissement - et voyez pourquoi c'est important. Nous avons rédigé ce document pour vous, afin de vous aider à maîtriser les connaissances essentielles en matière de couple. Plongeons dans l'histoire.

1. Qu'est-ce que le couple ?

Le couple est la force de rotation qui peut faire tourner un objet autour d'un axe. C'est défini comme le travail mécanique générée par une force agissant sur un objet et qui conduit à une effet de rotation produit par l'application d'une force à un axe de rotation. En d'autres termes, le couple est la quantité de torsion que vous appliquez, mesurée en unités telles que N-m (newton-mètre), oz-in, ou kg-cm.

Citation: "Le couple est le newton-mètre du mouvement de rotation, décrivant la le travail généré par l'effet de rotation sur un axe".

Lorsque vous avez un servomoteurvous avez affaire à les différents types de couple tel que couple de décrochage (le couple maximal à vitesse nulle), Couple de pointe, et couple nominal. Dans le domaine de l'automatisation pratique, le couple est essentiel, car il indique la quantité d'énergie nécessaire à la production d'un produit. force agissant sur un objet peut produire le rotationnel mouvement dont vous avez besoin. Si votre charge utile est lourd ou votre robotique est importante, vous aurez besoin d'un couple de serrage approprié.

Mais comment interpréter une valeur comme "kg-cm" ou "oz-in" ? "kg-cm signifie combien de kilogrammes de Poids en kg peut être soulevé dans un rayon de 1 centimètre". Entre-temps, "oz-in"est une mesure qui permet de voir combien d'onces peuvent être soulevées à 1 pouce du pivot ou de l'axe. point d'appui.

Chiffres clés:

• 1 kg-cm ≈ 13.888 oz-in.
• 1 N-m ≈ 100 kg-cm (en réalité, 1 N-m = 10,197 kg-cm, mais cette valeur est souvent approximative).

Pourquoi le couple est-il important pour nous ?-usines de fabrication de servomoteurs pour les produits-surtout pour les Fabricants d'équipements d'automatisation et intégrateurs de systèmes? Plus d'informations couple que vous pouvez produire, plus le poids charge utile que vous pouvez supporter sans perdre en performance. Mais plus le couple augmente, plus la puissance nécessaire augmente et plus la conception de votre système devient complexe.

2. Comment les servomoteurs génèrent-ils le couple ?

UN servomoteur est un dispositif de contrôle en boucle fermée qui utilise des signaux de retour pour déterminer la quantité de rotationnel Le mouvement est nécessaire pour atteindre une position ou une vitesse cible. Les le couple du moteur dépend de facteurs tels que l'âge de l'enfant, l'âge de la mère et l'âge de l'enfant. enroulement, l'approvisionnement tensionet les exigences qui lui sont imposées.

Lorsque vous contrôler un servo, vous émettez essentiellement une commande qui tente de déplacer le fichier axe de rotation d'un angle à l'autre. Le pilote interne du servo applique le courant à l'élément de commande. broche, produisant un force de rotation. Si le charger (ou charge utile) s'oppose à ce mouvement, le servo doit produire un couple plus élevé pour vaincre le force descendante ou la charge radiale.

Fait intéressant: Nous fabriquons des servos avancés avec les blocs d'alimentation qui réglementent les tension de manière transparente, ce qui permet les fabricants de dispositifs d'automatisation pour bénéficier de performances stables. C'est essentiel pour garantir que des choses comme la vitesse et couple maximum continu restent dans des limites sûres.

Étude de cas: L'un de nos clients, un automation intégrateur, a été confronté à un défi avec unmoment d'inertie système. Nous avons fourni un servo avec une tension nominale plus élevée, ce qui leur a permis d'obtenir un meilleur rendement. couple plus élevé afin qu'ils puissent gérer des mouvements plus rapides sans se bloquer.

3. Comprendre le couple de décrochage d'un servomoteur

Le concept de couple de décrochage est fondamentale. En termes simples, Le couple de décrochage est le couple a servomoteur peut fournir lorsque le la vitesse de rotation de la sortie est nulle. En d'autres termes, il s'agit de la couple maximum a moteur peut produire avant de ne plus pouvoir tourner. Cela se produit souvent lorsque le force agissant sur un objet est si élevé qu'il provoque la vitesse de rotation de la sortie de devenir nulle, ce qui a pour effet de bloquer ou de blocage le moteur.

Couple de décrochage est particulièrement pertinent pour des applications telles que cnc machines ou rc où vous pourriez maintenir un bras lourd ou un outil dans une position fixe. Si votre système exige une certaine l'importance du couple à vitesse nulle - par exemple, un bras robotisé tenant une charge parallèle au sol-vous devez vous assurer que le servo est en bon état de marche. couple de décrochage répond à cette exigence ou la dépasse.

Couple de décrochage est une mesure qui vous indique la la charge de couple qui provoque le servo cesse de tourner. Si vous le dépassez, le servo étals et votre système peut être compromis. Si vous lisez fiches techniques pour les servomoteurs, attention à l'aspect de la couple de décrochage spécification.

4. Que se passe-t-il lorsqu'un moteur cale ?

UN décrochage du moteur se produit lorsque le couple requis Le moteur s'arrête lorsque la charge à déplacer dépasse la capacité du servo à générer un couple, ou si les frottements sont trop importants. Dès que le moteur cale, il consomme un courant plus élevé, ce qui peut entraîner une surchauffe des enroulements, endommager l'électronique interne et risquer une défaillance mécanique.

Il s'agit de Il est important de s'assurer un servo ne reste pas en position de décrochage pendant de longues périodes. Si c'est le cas, il peut consommer des courants importants, se dégrader ou tomber en panne. Parfois, il est petit, fil fin Le courant élevé peut entraîner une surchauffe des connexions. Le contrôleur du servomoteur tente de maintenir la position, mais si elle dépasse la limite de la Couple nominalIl n'y a pas de raison que cela tienne. Ce scénario est une préoccupation majeure pour les les fabricants de dispositifs d'automatisation et intégrateurs de systèmes qui s'appuient sur une fiabilité constante.

Aperçu: De nombreux fabricants de servomoteurs (comme nous-mêmes) indiquent une valeur de décrochage la notation actuelle dans le Fiche de données. Cette valeur indique la quantité de courant qui circule à l'arrêt. Si votre système ne dispose pas d'un les blocs d'alimentationVous risquez de rencontrer des problèmes de fiabilité.

5. Comment déterminer le couple nominal de votre servo ?

Détermination de la Couple nominal Il s'agit de faire le lien entre les exigences du système et les performance des servomoteurs. Lorsque vous lisez un Fiche de donnéesil est possible que le couple soit nominal, couple de décrochage, et Couple de pointe. En règle générale, la différence est la suivante :

• Couple nominal ou assigné: La quantité de couple que le moteur peut supporter pendant des périodes indéfinies.
• Couple de pointe: Une capacité de rafale à court terme supérieure à la capacité nominale.
• Couple de décrochage: Le couple à vitesse nulle, souvent proche ou supérieur au couple nominal, mais avec des exigences supplémentaires en matière de chaleur et de courant.

Équation: Couple (N-m) = Force (N) × rayon (m)
Ou vous pouvez voir Couple (kg-cm) = Force (kg) × rayon (cm)

Mais dans la pratique, vous verrez comment le couple est le newton-mètre ou combien de kg-cm de couple est produit. Si vous voyez "couple maximum continu"Dans une spécification, il s'agit d'une limite de sécurité pour un fonctionnement indéfini.

Pourquoi c'est important: Supposons que vous construisiez un bras L'articulation robotique doit déplacer une certaine masse. Le servo doit avoir la capacité de couple nécessaire pour gérer cette masse, ainsi que des marges d'accélération et de sécurité.

6. Pourquoi la tension a-t-elle un impact sur les performances des servomoteurs ?

Tension plus élevée permet généralement à un moteur à délivrer couple plus élevé car le servo peut consommer plus de courant et maintenir des champs électromagnétiques plus forts. Inversement, si l'on abaisse le tension peut réduire la capacité du servo à produire un couple, entraver la vitesse, ou provoquer l'arrêt de l'appareil. le servo se bloque plus tôt.

Prenez note: Si vous utilisez un arduino ou d'un microcontrôleur, vous pourriez avoir des possibilités limitées. tension ou d'être obligé de s'adapter aux contraintes. Il est conseillé de consulter la fiche technique du servo pour connaître la plage de tension de fonctionnement recommandée. Si vous la dépassez, vous risquez de brûler le servo. Si elle est trop basse, vous ne pouvez pas utiliser le servo. augmenter le couple aux niveaux dont vous avez besoin.

Expérience personnelle: En tant que fabricant de servomoteurs, nous conseillons souvent les intégrateurs de systèmes sur des solutions de tension personnalisées. Beaucoup d'entre eux sont à la recherche d'un point d'équilibre entre la tension d'alimentation et la tension de sortie. décrochage du moteur et une consommation d'énergie minimale. Nous concevons des solutions d'asservissement pour que vous ne soyez pas obligé de surcompenser, mais que vous obteniez toujours la puissance dont vous avez besoin.

7. Comment calculer le couple dont vous avez besoin pour votre servo ?

Une question cruciale se pose à tout ingénieur : "Comment calculer le couple dont j'ai besoin pour mon servo ? Voyons les choses en détail. Supposons que vous ayez un bras mécanique tournant autour d'un axe de rotation. La charge pèse X kilogrammes, la distance du pivot est Y centimètre ou un compteur, et que vous avez un accélération angulaire ou un changement de sa vitesse dans un laps de temps donné.

Pas à pas:

1. Déterminer la force: La masse multipliée par le facteur de gravité (9,8 m/s^2) donne la force. Si la masse est exprimée en kg, la force est exprimée en newtons.
2. Multiplier par le bras de levier : la distance entre le pivot et la charge. Cela donne un couple en N-m ou kg-cm ou oz-in.
3. Tenir compte de l'accélération: Le moment d'inertie plus les vitesse de rotation peut nécessiter un couple supplémentaire pour les mouvements dynamiques.
4. Marge de sécurité: Ajouter un tampon 20-30% pour garantir la fiabilité.

Exemple: Si votre masse est de 2 kg, à 10 cm du pivot, le couple est d'environ 2 kg × 10 cm = 20 kg-cm. Cela représente environ 277,76 oz-in. Si vous souhaitez une accélération plus rapide ou si vous avez des frottements, vous ajouterez plus de marge. Voici comment calculer le couple dont vous avez besoin. Et n'oubliez pas Couple de pointe par rapport au couple continu. Vous pouvez également prendre en compte la façon dont le à toute modification de l'objet de la vitesse peut provoquer des pics dans le couple requis.

En bref: 1) Évaluer la charge. 2) Evaluer le bras de levier. 3) Evaluer la vitesse/accélération. 4) Comparer avec les spécifications du servo.

8. Lire la fiche technique d'un servomoteur : Facteurs clés

Lors de la navigation fiches techniques pour les servomoteursLes paramètres clés sont surveillés de près :

1. Couple nominal: Le couple sur lequel vous pouvez compter pour un fonctionnement continu.
2. Couple de décrochage: La charge de couple qui fait que le servo cesse de tourner. Si vous dépassez cette valeur, le servo risque de griller.
3. Couple de pointe: Le couple le plus élevé à court terme.
4. Tension Plage d'utilisation : Fenêtre de fonctionnement pour assurer un fonctionnement normal.
5. Actuel: Faites attention au courant de décrochage, qui peut être considérablement plus élevé que le courant de fonctionnement.

Exemple concret: Vous pouvez voir une spécification qui dit "Le couple de décrochage est le couple à une consommation de courant de 1,2 A" ou "couple maximum = 20 kg-cm à 7,4 V". Ces affirmations vous indiquent exactement la limite que votre servo peut supporter.

Lorsque l'on examine les caractéristiques d'un servomoteur, on constate qu'il s'agit d'un moteur de type Fiche de donnéesVérifier également la présence des éléments suivants performance des servomoteurs des graphiques qui tracent couple et vitesse. Remarquez que le couple peut diminuer à des vitesses plus élevées. Par ailleurs, si votre charge est lourde à faible vitesse, vous risquez de décrochage.

Conseil de pro: Attention température des performances. Lorsque le servo surchauffe, les performances peuvent se dégrader. C'est l'une des raisons pour lesquelles nos processus de fabrication intègrent des conceptions thermiques avancées qui garantissent la durabilité dans les environnements d'automatisation exigeants.

9. FAQ sur le couple des servos et le blocage du moteur

1. Comment savoir si un servo est en train de caler ?
Si votre servo est essayer de bouger mais ne peut pas avancer, et que vous remarquez une augmentation du courant ou de la température, il est probable que votre servo soit en panne. décrochage. Ce scénario peut se traduire par un bruit de ronronnement ou l'absence de mouvement.

2. Quelle est la différence entre le couple nominal et le couple de décrochage ?
Couple nominal est une sortie continue sûre. Couple de décrochage est le couple maximal à vitesse nullele couple nécessaire pour une articulation pour maintenir la position sans rotation. Si le couple de décrochage est dépassé, le servo se bloque ou surchauffe.

3. Une tension plus élevée donne-t-elle toujours un couple plus élevé ?
En général, oui. A tension plus élevée peut faire passer plus de courant dans le servo, ce qui augmente le couple. Mais il y a une limite : le dépassement de la valeur recommandée pour l'alimentation du servo peut entraîner une augmentation de l'intensité du courant. tensionet vous risquez de griller les composants électroniques.

4. Quelle est la relation entre le couple et les charges radiales ou les charges décalées ?
Les charges de couple et les charges radiales sont reliées par le bras de levier. Si votre charge est parallèle au solIl faut donc vaincre la gravité et le frottement. Le servo calcule le couple net à partir de la distance de décalage (le rayon) multipliée par le poids.

5. Le couple du servo est-il tout ce que je dois prendre en compte pour la conception du système ?
Le couple est essentiel, mais il faut également tenir compte des éléments suivants des choses comme la vitesse, moment d'inertie, décrochage du moteur le courant et la capacité thermique. La capacité d'un servo dépend de tous ces facteurs combinés.

10. Comment appliquer ces principes à des systèmes d'automatisation réels

Lors de la mise en œuvre de solutions d'asservissement dans industriel ou robotique scénarios, il ne s'agit pas seulement du moteur. Vous devez prendre en compte des choses comme l'arrangement mécanique, le contrôle de la rétroaction et la façon dont vous gérerez Couple de pointe des demandes. En tant que fabrication de servomoteurs ont travaillé sur de nombreux projets dans lesquels l'utilisateur devait optimiser les déplacements rapides ou supporter des charges lourdes. Voici comment :

1. Choisir le bon modèle
   • Évaluez votre charge utile et la vitesse souhaitée.
   • Comparez ce chiffre à celui du servo couple de décrochage et couple nominal.
2. Examiner ou fournir une source d'énergie de haute qualité
   • Veillez à ce que votre les blocs d'alimentation peut fournir un courant stable. Si le servo a besoin, par exemple, de 2,5 A à 7,2 V pour Couple de pointeIl faut donc prévoir en conséquence.
3. Test de gestion thermique
   • Si vous vous approchez de la limite du servo, surveillez la température. Ajoutez des refroidisseurs ou des dissipateurs de chaleur si nécessaire.
4. Adapter le système d'entraînement
   • Parfois, un boîte de vitesse ou une transmission par courroie peut réduire le couple nécessaire ou aider à la mise en place d'un système de contrôle de la qualité. rotationnel précision. Évaluez ces solutions mécaniques en même temps que les spécifications des servomoteurs.

Cas concret: Un intégrateur de système avait besoin d'un servo pour piloter une table CNC lourde. Nous avons recommandé un servo avec une marge 30% sur couple de décrochage. Ils sont également passés d'une alimentation de 24 V à 48 V pour les tension plus élevée qui leur a donné la fiabilité et l'assurance d'une bonne santé. réponse que vous recherchez pour.

Qui sommes-nous et pourquoi ?

Nous sommes une servomoteur pour des applications industrielles avancées. Au fil des ans, nous nous sommes associés à Fabricants d'équipements d'automatisation et intégrateurs de systèmes dans le monde entier, fournissant des systèmes d'asservissement pour cnc des bras robotisés, et bien plus encore. Notre expérience approfondie nous permet de vous guider vers le produit idéal. servo une solution qui équilibre votre couple requis, rotationnel et les contraintes du système. Examinons quelques-unes des solutions que nous avons récemment fournies :

• Servomoteur Yaskawa à haut rendement - Parfait pour l'automatisation de milieu de gamme, avec une accélération rapide et un rendement supérieur. couple de décrochage.
• Servomoteur Panasonic - Idéal pour les systèmes agiles de petite taille qui nécessitent une précision dans les vitesse de rotation des ajustements.
• Sur mesure Fiches techniques pour les servomoteurs - Nous produisons des données détaillées afin que vous puissiez savoir exactement comment traiter votre demande.

Si vous souhaitez découvrir certains des meilleurs servomoteurs du marché, consultez ces liens utiles :

• Découvrez les solutions de servomoteurs Yaskawa
• Parcourir la gamme de servomoteurs Panasonic
• En savoir plus sur Servo Motor Store
• Original Yaskawa Single Axis Servo Driver SGD7S-3R8A20A
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Résumé en quelques points (points clés à retenir)

• Couple est cruciale : c'est la force de rotation mesure, typiquement en newton-mètres ou kg-cm ou oz-in.
• Couple de décrochage indique le couple maximal à vitesse nulle - si vous le dépassez, l'indicateur le servo se bloque.
• Tension affecte également le couple produit. En utilisant tension plus élevée peut produire couple plus élevémais attention aux limites.
• Vérifiez votre Fiche de données minutieusement pour performance des servomoteurs des spécifications telles que Couple de pointe et couple maximum continu.
• En profondeur calculer le couple vous nécessaire pour votre servo en tenant compte de la charge, du bras de levier, des frottements et de l'usure. accélération angulaire.
• Nous sommes une servomoteur l'usine de fabrication, en aidant Fabricants d'équipements d'automatisation et intégrateurs de systèmes trouver le Couple nominal pour s'adapter aux systèmes industriels exigeants.
• Il est important de s'assurer vous gérez décrochage du moteur pour éviter d'endommager le servo.

Il s'agit d'une ressource unique pour tout ce que vous devez savoir sur les sujets suivants couple et couple de décrochage dans servomoteurs. Nous espérons que ces informations vous seront utiles pour vos conceptions d'automatisation et vos intégrations de systèmes. Si vous êtes à la recherche de solutions d'asservissement de haute qualité capables de gérer votre prochain grand projet, nous sommes là pour vous aider à découvrir la puissance des systèmes d'asservissement bien conçus. Prenez contact avec nous dès aujourd'hui !