Motor y codificador de CC para péndulo con baja fricción estática

El problema con los motores es que, si bien la fricción estática y la fricción dinámica se pueden solucionar seleccionando los cojinetes correctos, muchos motores tienen otras características no deseadas:

• La fricción del cepillo está presente en todos los motores cepillados.

• Rizado de par afecta a todos los motores eléctricos en cierta medida, con la excepción de la impracticable motor homopolar . La renuencia del circuito magnético cambia a medida que los polos del rotor y del estator entran y salen de alineación mientras el rotor gira. Esto provoca un par que intenta alinear el rotor en ciertos ángulos específicos.

• Par de torsión es un caso específico de rizado de torsión que se produce en todos los motores de imanes permanentes ranurados y persiste incluso cuando el motor está en reposo y sin alimentación. Los motores afectados incluyen motores de CC con escobillas de imán permanente, motores de CC sin escobillas y motores paso a paso. Los motores CC sin núcleo, los motores de inducción, los motores de reluctancia y los motores CC excitados eléctricamente (bobinado de campo) son inmunes.

La ondulación del par se puede aliviar aumentando el número de polos del motor o agregando una transmisión entre el motor y el péndulo, pero esto obviamente causará una fricción adicional y agregará inercia al sistema.

Dados los requisitos bastante específicos, podría tener más sentido utilizar un actuador giratorio de bobina de voz (como lo que se encuentra en las unidades de disco duro) en lugar de un motor.

Esteactuadornosolotieneunrizadodetorsióncero,sinoquenohaycontactofísicoylapartemóvilsepuedehacermuylivianaparareducirsuimpactoenelsistema.Lasvariacioneseneltorqueenrespuestaalaposicióntambiénpuedenserbastantelinealesysecompensanfácilmente:

La desventaja es un rango de movimiento reducido.

En realidad, necesitas repensar tu controlador. Como se indicó, forzar la tensión del motor a cero hará que el motor proporcione una gran fuerza de amortiguación al péndulo. La razón es que cualquier movimiento del eje del motor hará que el motor actúe como un generador. Mantener el voltaje del motor a cero es efectivamente lo mismo que proporcionar una resistencia extremadamente pequeña en todo el motor (E = iR, después de todo), y esto resistirá cualquier movimiento del motor. Así que simplemente controlar la tensión del motor no permitirá que el péndulo oscile libremente, independientemente de la fricción.

Puedes empezar mirando motores sin escobillas. Intente buscar motores que se describen como "alta calidad" o "precisión". Hay motores vendidos para laboratorio o construcción de prototipos que se describen con más detalle por los vendedores que los motores vendidos para pasatiempos o juguetes. Lo mismo es cierto para los codificadores.

WhatRoughBeast tiene un buen punto. La variable controlada debe ser la posición del péndulo según lo determinado con el codificador. El circuito que energiza el motor necesitará "abrir el circuito" del motor al final del pulso. Creo que tendrá que proporcionar un pulso de forma trapezoidal.

Tras mayor consideración:

Estaba pensando que un pulso trapezoidal minimizaría la emf trasera generada cuando el pulso se apaga. Tras considerar más detenidamente, creo que será más difícil evitar que cualquier motor de imán permanente produzca un par de frenado cuando no esté energizado. Puede apagarlo sin proporcionar una ruta para la corriente generada, pero aún habrá un poco de par de resistencia. Un motor de inducción podría ser mejor, pero necesitaría un inversor para energizarlo.