Hoe het koppel berekenen dat door een servomotor wordt uitgeoefend

Dit artikel is je gids voor het begrijpen en berekenen van koppel servomotor. We breken de complexe concepten af in eenvoudige termen en geven praktische voorbeelden en inzichten. Of je nu een hobbyist bent die aan robotica knutselt of een professional in de productie-industrie, dit artikel zal je voorzien van de kennis die je nodig hebt. Met duidelijke uitleg en stapsgewijze instructies vind je de antwoorden die je zoekt voor het meten en toepassen van koppel effectief in je projecten.

1. Wat is koppel en waarom is het belangrijk in servomotoren?

Koppel is de maat voor de rotatiekracht die ervoor zorgt dat een object roteren om een as. Het is een cruciale parameter in verschillende mechanische systemen, vooral in servomotoren. Koppel is in wezen de verdraaiing kracht dat wordt toegepast om iets te maken roteren. Zie het als het omdraaien van een deurknop of het aandraaien van een schroef. De kracht die je toepast in combinatie met de afstand tot de as (zoals de lengte van een moersleutel) bepaalt de koppel.

In servomotoren, koppel is belangrijk omdat het de motoren vermogen om een lading te verplaatsen. A servomotor met hoge koppel zwaardere lasten aankan of een grotere weerstand kan overwinnen. Koppel servomotor wordt meestal gemeten in Newton-meters (Nm) of ounce-inches (oz-in).

• Als bijvoorbeeld een servomotor heeft een koppel nominale waarde van 10 Nm, kan het een kracht van 10 Newton uitoefenen op een afstand van 1 meter van de draaias. Eenheid Conversie naar Nm Newton-meter (Nm) 1 Ounce-inch (oz-in) 0,00706155 Kilogram-kracht centimeter (kgf-cm) 0,0980665 Pound-foot (lb-ft) 1,35582 Opmerking: 1 kgf-cm is de koppel als gevolg van een kracht van één kilogram-kracht toegepast loodrecht aan een hefboom die één centimeter lang is.

2. Hoe genereert een servomotor koppel?

Servomotoren genereren koppel door de interactie van magnetische velden. Binnen een servomotorEr zijn spoelen van draad en magneten. Wanneer huidig door de spoelen stroomt, creëert het een magnetisch veld. Dit veld interageert met het magnetische veld van de permanente magneten, waardoor de motor naar roteren.

• Stroom en magnetisch veld: Wanneer een elektrische huidig is toegepast door de spoel, wordt er een magnetisch veld omheen opgewekt. De richting van het magnetische veld hangt af van de richting van de huidig.
• Interactie van velden: Dit magnetische veld interageert met het veld van permanente magneten binnen de motor. Tegengestelde polen trekken elkaar aan en gelijke polen stoten elkaar af, waardoor een rotatiekracht.
• Rotatie: Deze interactie veroorzaakt de motoren as naar roteren. De hoeveelheid koppel geproduceerd is evenredig naar de toegepaste stroom naar de spoelen.

Koppel servomotor is evenredig naar de huidig die door de spoelen stroomt. Door de huidigkunt u de koppel.

"Het koppel van een servo is direct gerelateerd aan de stroom die door de spoelen loopt. Meer stroom betekent meer koppel."

Hier is een basistabel die laat zien hoe huidig beïnvloedt koppel:

Opmerking: Deze waarden dienen ter illustratie. Werkelijk koppelwaarden zal variëren afhankelijk van op de specifieke servomotor. Als je een breed scala aan servomotoren wilt verkennen, bezoek dan gerust onze selectie van Yaskawa servomotoren. We bieden een gevarieerde reeks motoren met verschillende koppelspecificaties om aan uw behoeften te voldoen.

3. Welke factoren beïnvloeden het koppel van de servomotor?

Er zijn verschillende factoren die van invloed kunnen zijn op de koppel van een servomotor. Inzicht in deze factoren kan u helpen de prestaties van uw servomotor.

• Spanning: De bedrijfsspanning van de servomotor speelt een belangrijke rol. Een hogere spanning kan de koppelmaar het is essentieel om binnen de motoren gespecificeerd spanning bereik om schade te voorkomen.
• Huidige: Zoals eerder vermeld, koppel is evenredig naar de huidig. Het overschrijden van de motoren gewaardeerd huidig kan ervoor zorgen dat het oververhitting en mogelijk falen.
• Laden: De koppelbelasting op de servomotor heeft invloed op de prestaties. Een hogere belasting vereist meer koppel te verplaatsen. Als de belasting groter is dan de motoren overtrekkoppelde motor zal stal en kan beschadigd raken.
• Temperatuur: Hoge temperaturen kunnen de efficiëntie van een servomotor en zijn koppel output. Een goede koeling kan helpen om optimale prestaties te behouden.
• Lengte arm: In toepassingen waar een servomotor beweegt een arm, de armlengte beïnvloedt de koppel vereist. Een langere arm vereist meer koppel om dezelfde last te verplaatsen in vergelijking met een kortere arm. Zie het als proberen een gewicht op te tillen met de uiteinde van de arm versus dicht bij je lichaam.

Hier is een tabel die de factoren samenvat:

Opmerking: Dit zijn algemene richtlijnen. De specifieke impact van elke factor kan variëren afhankelijk van op de servomotor model.

4. Hoe bereken je de koppelvereisten voor je servomotortoepassing?

berekenen de koppel vereisten voor uw toepassing is cruciaal voor het selecteren van de juiste servomotor. Hier is een stap-voor-stap handleiding:

1. De belasting bepalen: Bepaal het gewicht van de lading die je moet verplaatsen. Dit omvat eventuele armen, hulpstukken of het object zelf. Als je bijvoorbeeld een robotarm bouwt, houd dan rekening met het gewicht van de arm en de eindeffectorplus het maximale gewicht dat kan worden opgetild.
2. De kracht berekenen: Converteer het gewicht naar kracht. Onthoud dat gewicht een kracht door de zwaartekracht. Op aarde oefent 1 kg een kracht van ongeveer 9,81 Newton (N).
3. De afstand meten: Meet de afstand van de draaias naar waar de kracht is toegepast. In het geval van een robotarm zou dit de armlengte wanneer de arm parallel aan de grond.
4. Vermenigvuldig: Bereken het koppel met behulp van de formule: Koppel (Nm) = Kracht (N) * Afstand (m).

Als je bijvoorbeeld een robotarm hebt die 0,5 meter lang is en een voorwerp van 1 kg (ongeveer 9,81 N) moet optillen, is de vereiste koppel zou 9,81 N * 0,5 m = 4,905 Nm zijn.

Opmerking: Deze berekening gaat uit van de kracht is toegepast loodrecht aan de arm. In echte toepassingen moet je misschien rekening houden met hoeken en andere krachten, maar dit geeft je een goed uitgangspunt. Als je specifieke eisen hebt of hulp nodig hebt bij het selecteren van de juiste motor, staat ons team altijd klaar om je te helpen.

• Aanvullende overwegingen:
  • Versnelling: Als uw toepassing snelle acceleratie vereist, hebt u extra koppel. De hoeveelheid koppel nodig voor versnelling hangt af van de traagheidsmoment van de belasting en de gewenste versnelling tarief.
  • Wrijving: Wrijving in het systeem kan de koppel vereist. Het is essentieel om rekening te houden met wrijvingskrachten, vooral in toepassingen met lagers of bewegende onderdelen.
  • Veiligheidsmarge: Het is altijd een goed idee om een servomotor met een koppel rating iets hoger dan je berekende behoefte. Dit zorgt voor een veiligheidsmarge en garandeert een betrouwbare werking.

5. Hoe het koppel van een servomotor meten?

Meten de koppel van een servomotor kan op verschillende manieren worden gedaan. Hier zijn twee veelgebruikte methoden:

1. Een koppelsensor gebruiken: A koppelsensor is een apparaat dat het volgende meet rotatiekracht. Het kan direct worden aangesloten op de uitgaande as van de servomotor om de koppel geproduceerd.
   • Bevestig de koppelsensor naar de servomotoren as.
   • Breng een bekende belasting aan op de sensor.
   • Lees de koppel waarde van de sensor.
2. Een krachtsensor gebruiken: Als je geen koppelsensorkunt u een krachtsensor samen met een bekende armlengte.
   • Bevestig een arm van bekende lengte aan de servomotoren as.
   • Bevestig de krachtsensor naar de uiteinde van de arm.
   • Voer een belasting uit of beweeg de arm tegen weerstand in.
   • Lees de kracht van de sensor.
   • Bereken het koppel met behulp van de formule: Koppel = Kracht * Lengte arm.

Als je bijvoorbeeld een arm van 0,2 meter hebt en de krachtsensor 5 N aangeeft, de koppel is 5 N * 0,2 m = 1 Nm.

Opmerking: Wanneer koppel metenZorg ervoor dat de servomotor stevig is gemonteerd en de opstelling veilig is.

Opmerking: Koppelsensoren bieden een directe en nauwkeurige meting, maar kunnen duurder zijn. Een krachtsensor is een budgetvriendelijkere benadering, maar vereist berekening en is mogelijk iets minder nauwkeurig vanwege mogelijke meetfouten in kracht en afstand. Voor hobbyisten en kleinschalige projecten is onze Originele Panasonic Servomotor MINAS A5-serie biedt een geweldige balans tussen prestaties en betaalbaarheid.

6. Wat is het verschil tussen nominaal koppel en overtrekkoppel?

Nominaal koppel En overtrekkoppel zijn twee belangrijke specificaties van een servomotor. Inzicht in het verschil tussen beide is cruciaal voor het kiezen van de juiste motor voor uw toepassing.

• Nominaal koppel: Dit is de koppel dat de servomotor continu kan produceren zonder oververhitting. Het is de koppel waarbij de motor kan onder normale omstandigheden gedurende langere perioden werken. De nominaal koppel is meestal lager dan de maximumkoppel de motor kan produceren.
• Stopkoppel: Dit is de maximumkoppel de servomotor kan produceren als hij stilstaat, wat betekent dat de as niet draait. Wanneer een servomotor is vastgelopen, trekt het de maximale huidig en genereert de hoogste koppel. Een servomotor bij overtrekkoppel voor langere tijd kan leiden tot oververhitting en mogelijk de motor.

Bijvoorbeeld een servomotor een nominaal koppel van 5 Nm en een overtrekkoppel van 10 Nm. Dit betekent dat hij continu op 5 Nm kan werken, maar gedurende korte perioden tot 10 Nm kan produceren.

Hier is een tabel die de verschillen samenvat:

Opmerking: Raadpleeg altijd de servomotoren gegevensblad voor nauwkeurige nominaal koppel En overtrekkoppel waarden. Het overschrijden van deze waarden kan leiden tot verminderde prestaties of schade aan de motor.

7. Hoe het koppel van een servomotor verhogen?

Er zijn verschillende manieren om de koppel uitvoer van een servomotor:

1. Voltage verhogen: Het verhogen van de spanning geleverd aan de servomotor kan zijn koppel. Het is echter cruciaal om binnen de motoren gespecificeerd spanning bereik om schade te voorkomen.
2. Versnellingen gebruiken: Tandwielen kunnen worden gebruikt om de koppel van een servomotor. Een tandwielsysteem met een hogere overbrengingsverhouding verhoogt de koppel aan de uitgaande as, hoewel dit ook de snelheid zal verlagen.
3. Kies een motor met een hoger koppel: Als je aanzienlijk meer koppelDe beste oplossing is om een servomotor met een hogere koppel beoordeling. Dit zorgt ervoor dat de motor de vereiste belasting aankan zonder oververhit te raken of beschadigd te raken.

Als u bijvoorbeeld een servomotor met een koppel van 2 Nm en je hebt 4 Nm nodig, kun je een overbrengingsverhouding van 2:1 gebruiken om de koppel.

Opmerking: Bij het verhogen van koppel Denk eraan dat je door te schakelen ook de snelheid verlaagt. Het is een afweging tussen koppel en snelheid.

Opmerking: Elke methode heeft voor- en nadelen. Kies de methode die het beste past bij de vereisten en beperkingen van je toepassing. Als je op zoek bent naar een motor met een hoger koppel, bekijk dan onze selectie van Originele Panasonic Servomotor MINAS A6-serie. Deze motoren bieden uitstekende prestaties voor veeleisende toepassingen.

8. Kan een sensor helpen bij het bewaken van het koppel van de servomotor?

Ja, sensoren kunnen een cruciale rol spelen bij het monitoren van koppel servomotor. Ze geven real-time feedback over de koppel wordt toegepast, wat van onschatbare waarde kan zijn in verschillende toepassingen.

• Koppelsensoren: Zoals eerder vermeld, koppelsensoren direct de rotatiekracht toegepast door de servomotor. Ze kunnen worden geïntegreerd in de motor systeem om continu koppel metingen. Deze gegevens kunnen worden gebruikt om de prestaties te controleren, overbelasting op te sporen en schade te voorkomen.
• Huidige sensoren: Sinds koppel is evenredig naar de huidig in een servomotor, A stroomsensor kan indirect meten koppel. Door de stroomafnamekun je de koppel wordt geproduceerd. Deze methode is minder nauwkeurig dan het gebruik van een koppelsensor maar kan kosteneffectiever zijn.
• Codeerapparaten: Codeerapparaten bieden positiefeedback en kan worden gebruikt om het volgende af te leiden koppel in sommige toepassingen. Door de servomotoren positie en de belastingskarakteristieken kennen, kunt u berekenen de koppel. Deze methode is complexer en vereist zorgvuldige kalibratie.

Als je bijvoorbeeld een robotarm hebt die een bekend gewicht optilt, kun je een codeerder om de positie van de arm te meten en de koppel wordt toegepast op basis van het gewicht en de armlengte.

Hier is een tabel met een overzicht van de soorten sensoren en hun toepassingen:

Opmerking: De keuze van sensor hangt af van de specifieke toepassingseisen, de nauwkeurigheidseisen en de budgetbeperkingen.

9. Wat zijn veelvoorkomende problemen met betrekking tot koppel in servomotoren?

Er kunnen zich verschillende veelvoorkomende problemen voordoen met betrekking tot koppel in servomotoren. Inzicht in deze problemen kan u helpen bij het oplossen van problemen en het onderhouden van uw servomotor systeem effectief.

1. Onvoldoende koppel: Als de servomotor heeft niet voldoende koppel voor de toepassing, kan het moeite hebben om de lading te verplaatsen of kan het stal. Dit kan leiden tot schokkerige bewegingen, trage reacties of volledig uitvallen van de bediening.
   • Oplossing: Kies een servomotor met een hogere koppel classificatie of gebruik versnellingen om de koppel.
2. Oververhitting: Bediening van een servomotor in de buurt van zijn overtrekkoppel voor langere perioden kan het oververhitting. Dit kan de motoren levensduur en kan leiden tot falen.
   • Oplossing: Zorg voor goede koeling, verminder de belasting of kies een motor met een hogere nominaal koppel.
3. Oscillaties: In sommige gevallen kan een servomotor kan rond de gewenste positie schommelen, vooral bij hoge koppel belastingen. Dit kan worden veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder onjuiste afstelling van het regelsysteem of mechanische problemen.
   • Oplossing: Stem de besturingsparameters af, controleer op mechanische speling of speling en zorg ervoor dat de servomotor correct is gemonteerd.

"Een veelgemaakte fout is het kiezen van een servomotor op basis van alleen het overtrekkoppel zonder rekening te houden met de vereisten voor het continue koppel, wat leidt tot problemen met oververhitting."

Opmerking: Regelmatige controle en onderhoud kunnen deze problemen helpen voorkomen en zorgen voor een lange levensduur van uw servomotor systeem.

10. Hoe kies je de juiste servomotor op basis van koppelbehoeften?

De juiste keuze maken servomotor gebaseerd op koppel behoeften bestaat uit verschillende stappen:

1. Koppelvereisten berekenen: Bepaal, zoals eerder besproken, de koppel die nodig is voor je toepassing door rekening te houden met de belasting, afstand, versnellingen andere relevante factoren.
2. Overweeg de activiteitscyclus: Bepaal of uw toepassing continue werking of intermitterend gebruik vereist. Kies voor continu gebruik een motor met een nominaal koppel die aan je berekende behoefte voldoet of deze overtreft. Voor intermitterend gebruik kun je een motor waarbij de overtrekkoppel voldoet aan je behoeften, maar zorg ervoor dat hij niet voor langere tijd stilstaat.
3. Veiligheidsmarge inbouwen: Het is een goede gewoonte om een veiligheidsmarge toe te voegen aan je koppel berekeningen. Kies een motor met een koppel 20-50% hoger dan uw berekende behoefte om rekening te houden met onverwachte belastingen of variaties.
4. Snelheidsvereisten evalueren: Koppel En snelheid zijn omgekeerd gerelateerd in servomotoren. Als je toepassing een hoge snelheid vereist, heb je mogelijk een motor met een hoger vermogen om de gewenste koppel bij die snelheid.
5. Fysieke afmetingen en montage controleren: Zorg ervoor dat de servomotor past binnen de fysieke beperkingen van uw systeem en dat de montageopties compatibel zijn met uw opstelling.
6. Houd rekening met omgevingsfactoren: Als uw toepassing te maken heeft met extreme temperaturen, vochtigheid of andere zware omstandigheden, kies dan een servomotor ontworpen om deze omstandigheden te weerstaan.

"Kijk niet alleen naar het prijskaartje. Houd rekening met de kosten op lange termijn, inclusief potentieel onderhoud en vervanging, wanneer je een servomotor kiest op basis van zijn koppel."

Hier is een tabel die de selectiecriteria samenvat:

Opmerking: Deze criteria vormen een algemene richtlijn. De specifieke vereisten van uw toepassing kunnen aanvullende overwegingen noodzakelijk maken. Bijvoorbeeld in robotica toepassingen, de traagheidsmoment van de belasting en de vereiste versnelling een belangrijke rol spelen. Onze Originele Panasonic Servo Motor MINAS A5 750W Break MSMJ082G1V/MSMD082G1V is een populaire keuze voor dergelijke toepassingen vanwege de robuuste prestaties en betrouwbaarheid.

Samenvatting

Hier volgt een kort overzicht van de belangrijkste punten uit dit artikel:

• Koppel is de rotatiekracht die ervoor zorgt dat een object roteren.
• Koppel servomotor is cruciaal voor het bepalen van de motoren vermogen om een lading te verplaatsen.
• Koppel wordt gegenereerd in servomotoren door de interactie van magnetische velden.
• Factoren zoals spanning, huidigbelasting, temperatuur en armlengte beïnvloeden koppel servomotor.
• Koppel berekenen vereisten door rekening te houden met de belasting, krachten de afstand tot de as.
• Koppel kan worden gemeten met koppelsensoren of krachtsensoren.
• Nominaal koppel is voor continu gebruik, terwijl overtrekkoppel is de maximale koppel bij stal.
• Koppel kan worden verhoogd door tandwielen te gebruiken, waardoor spanningof het kiezen van een hogere koppelmotor.
• Sensoren kan helpen bij het bewaken van koppel en voorkom problemen zoals oververhitting of onvoldoende koppel.
• Kies de juiste servomotor gebaseerd op koppel behoeften, bedrijfscyclus, veiligheidsmarge, snelheidsvereisten, grootte en omgevingsfactoren.
• Veelvoorkomende problemen met betrekking tot koppel onvoldoende zijn koppelOververhitting en oscillaties.
• Raadpleeg altijd de servomotoren datasheet voor nauwkeurige specificaties.
• Houd rekening met de specifieke vereisten van je toepassing, zoals versnelling En traagheidsmoment.
• Onze website biedt een breed scala aan servomotoren om te voldoen aan verschillende koppel vereisten, waaronder de SGD7S-120A00A Originele Yaskawa enkelassige servodriver SGD7S-120A00A En SGD7S-120A00A002 Originele Yaskawa enkelassige servodriver SGD7S-120A00A002.

Onthoud, begrijpen koppel servomotor is essentieel voor het bouwen van efficiënte en betrouwbare systemen. Of je nu werkt aan een hobbyproject of een industriële toepassing, deze inzichten zullen je helpen weloverwogen beslissingen te nemen en optimale prestaties te bereiken. We doen er alles aan om uw privacy te beschermen; bekijk onze privacybeleid voor meer informatie.