Alguien escuchó que los motores de separación axial / panqueque (lynch o etek) son mejores para el servocontrol (velocidad y posición) que los motores de flujo de corriente continua estándar. Ambos motores son de tipo cepillado.
Realmente no entiendo la física detrás de esta afirmación, aunque sé cómo funciona cada una.
Entonces, ¿alguien puede indicar si es realmente mejor, igual o peor tecnología de motor para el servoaccionamiento, y por qué?
Una de las ventajas que puedo pensar es que la baja inductancia de los motores de flujo axial significa que tienen bajas constantes de tiempo eléctricas, lo que permite que la corriente fluya muy rápidamente hacia la armadura para la producción de torsión prácticamente instantánea, lo que debería traducirse en una aceleración rápida. desaceleración que tal vez sea deseable para el control de servo de alto rendimiento ...
BUT:
Sin embargo, no se usan ampliamente debido a su mayor precio y desafíos de fabricación que se explican en el documento técnico de magnax motors: WP- Máquinas de flujo axial de alta eficiencia - whitepaper v1.7
El motor del panqueque también puede sufrir varios problemas:
1-Interia alta debido a su forma que puede no ser conveniente para movimientos rápidos.
másdetallesen:
La inductancia 2-baja causa problemas en el bucle de par:
motor-inductance-effects-servo-drives (fuente es doc.ingeniamc.com)
Cita 1: "La inductancia del motor, o el valor de la constante de tiempo más apropiadamente eléctrico, afecta a los servoaccionamientos de muchas maneras. Mientras que los valores altos de inductancia pueden limitar el ancho de banda del sistema, los valores bajos de inductancia pueden conducir a inestabilidades de bucle de control, imprecisiones en la corriente lecturas, mayores pérdidas de potencia y otros problemas. Estos problemas son especialmente críticos en motores de alta velocidad con poca fricción y dinámica rápida. El problema es más notorio con los motores de CC con escobillas "
Desde La ondulación actual se puede expresar como:
Cita2:"Con cargas bajas, las corrientes positivas del motor se pueden leer como negativas debido a la ondulación de la corriente. ¡Esto lleva a que los bucles de corriente inestables se vuelvan incontrolables!"
Si desea realizar un posicionamiento dinámico, debe tener en cuenta la carga frente a la inercia del motor. Con una combinación perfecta, la carga y la inercia del motor son casi iguales.
Tenga en cuenta que un motor de panqueque tiene un par mayor pero una velocidad nominal más baja que el motor radial. También tiene un momento de inercia mucho más elevado.
Un motor radial se usa a menudo con una combinación de caja de cambios, por lo que puede igualar la carga y la inercia del motor. La inercia de carga transormada es entonces J '= J_load / p ^ 2, donde p es la relación de transmisión. Por lo tanto, puede tener un sistema altamente dinámico usando un motor de baja inercia con caja de engranajes de alta relación de reducción.
Mientras tanto, un motor de panqueques es más adecuado para aplicaciones donde no se necesita una caja de engranajes, pero necesita un par alto y una velocidad baja. Estas aplicaciones son típicamente de accionamiento directo, gimbal, ... alta carga de inercia. También tiene la posibilidad de tener un eje hueco, donde se pueden colocar anillos deslizantes para suministrar sensores, otros dispositivos montados en cardán.
Ahora, ¿qué importancia tiene la inercia de la carga y qué hace?
Cadaconfiguraciónmecánicatienesupropiaelasticidad,comolaelasticidadtorsional.Tenernumerososejes,engranajes,...significaqueunacargaesunresortecomounidaalmotor.Llamamosaestaprimaveradetorsión.Ahoratenemosunrotorqueestáacopladoporesteresortetorsionalalacarga.Estesistematendríaunaresonanciayunafrecuenciaanti-resonancia.Silacargayelrotortienenlamismainercia,entoncesesasdosfrecuenciassonidénticas.
Silasinerciasnocoinciden,seobtieneunafrecuenciaderesonanciamásbaja,loquesignificaqueesmásdifícilfiltrarlo,todoelsistemadebesintonizarseconunadinámicamáslentaparamantenersealejadodeestaresonanciaquedebeseramortiguada.p>
Si tenemos un motor radial con encoder o freno montado, la inercia del rotor ahora se convierte en la suma de todas las inercias: rotor + encoder + freno. ¿Por qué? Becuase que están rígidos montados en el rotor y no hay elasticidad entre ellos. Así que ahora hemos alterado la inercia del rotor del motor. Cualquier cosa en el rotor, que esté rígidamente acoplada, se convierte en parte del rotor, no en una carga.
Con un motor de panqueques, podríamos decir que la configuración mecánica es casi perfecta si el rotor está rígido montado con una carga. Por lo tanto, solo obtiene una frecuencia de resonancia natural principal que determinará la dinámica máxima del sistema. Esta es una de las principales ventajas si desea un sistema altamente dinámico.
EDITAR:
Un sistema de circuito cerrado como el servo, preferiblemente tiene que tener un tiempo de respuesta bajo, también conocido como alta dinámica. Esto se puede lograr aumentando la ganancia general - ganancia de bucle, aumentando la ganancia proporcional del controlador. Ahora, si observa la gráfica de Bode, puede notar que en el nodo, el sistema tiene una ganancia considerable y, lo que es más importante, tiene un cambio de fase de -180 grados. Eso significa que el sistema comenzará a oscilar exactamente en la frecuencia de resonancia. Entonces, al sintonizar el servo, la ganancia debe ser tal que siempre haya un margen seguro, para permanecer estable. Como la ganancia del nodo es más pequeña y tiene una frecuencia más alta, el sistema puede tener más ganancia y, por lo tanto, tener una respuesta más dinámica. La última forma de mejorar la dinámica es agregar filtro de paso bajo, filtro de muesca, ... Si el rotor está acoplado rígidamente a una carga, como por ejemplo un cardán, obtenemos una alta frecuencia de resonancia que puede eliminarse insertando un filtro de muesca.
Por lo tanto, sí, la inercia es muy importante para el sistema de servo cerrado debido a estos nodos de resonancia.
Lea otras preguntas en las etiquetas motor servo dc-motor motor-controller robotics