सर्वो मोटर्स बनाम। स्टेपर मोटर्स

परिचय

स्वचालन औद्योगिक अनुप्रयोगों पर प्राथमिक ध्यान देने वाला एक क्षेत्र है, जहां सर्वो मोटर्स एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं -आम तौर पर गति या स्थिति पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता वाले सिस्टम में ड्राइविंग घटकों के रूप में कार्य करते हैं। स्वचालित उपकरणों के डिजाइनरों को अक्सर उपयुक्त मोटर का चयन करने की चुनौती का सामना करना पड़ता है; आपूर्तिकर्ताओं द्वारा पेश किए गए मॉडलों और मापदंडों की भीड़ को देखते हुए, चयन प्रक्रिया नए लोगों के लिए भ्रमित करने वाली हो सकती है। यह लेख इस प्रक्रिया को नेविगेट करने में पाठकों की सहायता के लिए लेखक के पेशेवर अनुभव से ली गई व्यावहारिक अंतर्दृष्टि साझा करता है।

अनुप्रयोग परिदृश्य

स्वचालन नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले मोटर्स में सर्वो मोटर्स, स्टेपर मोटर्स और वेरिएबल {{0}फ़्रीक्वेंसी (इन्वर्टर - चालित) मोटर्स शामिल हैं। सर्वो मोटर्स को आमतौर पर तब चुना जाता है जब किसी विशिष्ट घटक को गति या स्थिति नियंत्रण के संबंध में अपेक्षाकृत उच्च स्तर की सटीकता की आवश्यकता होती है।

वेरिएबल-फ़्रीक्वेंसी ड्राइव (वीएफडी) सिस्टम इनपुट फ़्रीक्वेंसी को बदलकर मोटर गति को नियंत्रित करते हैं। यह विधि आम तौर पर केवल गति विनियमन उद्देश्यों के लिए नियोजित की जाती है।

सर्वो मोटर्स और स्टेपर मोटर्स के बीच तुलना से निम्नलिखित अंतर पता चलता है:

ए) सर्वो मोटर्स बंद {{0}लूप नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करते हैं, जबकि स्टेपर मोटर्स आमतौर पर खुले -लूप मोड में काम करते हैं।

बी) सर्वो मोटर्स उच्च परिशुद्धता के साथ स्थिति को मापने के लिए रोटरी एनकोडर का उपयोग करते हैं, जबकि स्टेपर मोटर्स अलग-अलग चरण कोणों पर भरोसा करते हैं। विशिष्ट उत्पाद पेशकशों में, सर्वो मोटर की स्थितिगत सटीकता स्टेपर मोटर की तुलना में अधिक परिमाण की हो सकती है।

ग) दोनों प्रकार की मोटरों के लिए नियंत्रण इंटरफेस समान हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, पल्स और दिशा संकेतों का उपयोग करना)।

बिजली की आपूर्ति

सर्वो मोटर्स को उनके शक्ति स्रोत के आधार पर या तो एसी सर्वो मोटर्स या डीसी सर्वो मोटर्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। चयन प्रक्रिया आम तौर पर सीधी होती है: चूंकि मानक स्वचालित उपकरण आमतौर पर 380V औद्योगिक आपूर्ति या 220V मुख्य आपूर्ति द्वारा संचालित होते हैं, इसलिए किसी को एक सर्वो मोटर का चयन करना चाहिए जो बिजली रूपांतरण की आवश्यकता से बचने के लिए उपलब्ध बिजली स्रोत के साथ सीधे संगत हो। मोबाइल सिस्टम {{4}जैसे स्वचालित गोदामों में शटल प्लेटफॉर्म{{5}अक्सर ऑनबोर्ड डीसी पावर का उपयोग करते हैं और परिणामस्वरूप, आमतौर पर डीसी सर्वो मोटर्स का उपयोग करते हैं।

ब्रेक पकड़ना

किसी तंत्र को डिज़ाइन करते समय, इस बात पर विचार करना आवश्यक है कि क्या {{0}और किन परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए, बिजली आउटेज या सिस्टम शटडाउन के दौरान) {{3}भार गुरुत्वाकर्षण के कारण घूम सकता है या नीचे गिर सकता है। यदि ऐसे घुमाव या गति की संभावना है, तो होल्डिंग ब्रेक से सुसज्जित सर्वो मोटर का चयन करना चाहिए।

आकार की गणना

पहले से निर्धारित आयामों के आधार पर, निष्पादन स्थिति और गति के लिए आवश्यकताओं को स्थापित करें, और फिर ट्रांसमिशन तंत्र का चयन करें। इस स्तर पर, आप उपयुक्त सर्वो सिस्टम और गियरबॉक्स का चयन कर सकते हैं।

आकार देने की प्रक्रिया के दौरान विचार करने योग्य मुख्य मापदंडों में शामिल हैं:

शक्ति और गति

तंत्र के प्रकार और लोड की गति आवश्यकताओं के आधार पर आवश्यक मोटर शक्ति और गति की गणना करें। आमतौर पर, आप चुनी गई मोटर की गति विशेषताओं से मेल खाने के लिए गियरबॉक्स अनुपात भी चुन सकते हैं।

व्यवहार में, क्षैतिज गति के लिए, ट्रांसमिशन तंत्र पर कार्य करने वाला घर्षण गुणांक और वायुगतिकीय भार अक्सर अनिश्चित होते हैं; इसलिए, पूर्ण परिशुद्धता के साथ आवश्यक टॉर्क निर्धारित करने के लिए सूत्र P=T * N / 9549 का उपयोग नहीं किया जा सकता है। वास्तव में, सर्वो मोटर से आवश्यक चरम शक्ति अक्सर त्वरण और मंदी चरणों के दौरान होती है। सूत्र T=F * R=m * a * R का उपयोग करने से आवश्यक मोटर टॉर्क और गियरबॉक्स अनुपात का उचित अनुमान लगाया जा सकता है, जहां *m* लोड द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है, *a* लोड त्वरण का प्रतिनिधित्व करता है, और *R* लोड के घूर्णी त्रिज्या का प्रतिनिधित्व करता है।

अतिरिक्त विचारों में शामिल हैं:

ए) मोटर पावर मार्जिन।

बी) ट्रांसमिशन तंत्र दक्षता।

ग) क्या गियरबॉक्स की इनपुट और आउटपुट टॉर्क रेटिंग पर्याप्त सुरक्षा कारक के साथ आवश्यकताओं को पूरा करती है।

घ) बढ़ी हुई गति के लिए संभावित भविष्य की आवश्यकताएं।

कुछ पारंपरिक उद्योगों में, जैसे कि क्रेन निर्माण में, जहां त्वरण आवश्यकताएं विशेष रूप से कठोर नहीं होती हैं, {{1}डिजाइनर अक्सर आकार निर्धारण उद्देश्यों के लिए अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करते हैं।

नोट: ऊर्ध्वाधर गति वाले भार के लिए, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण को गणना में शामिल किया जाना चाहिए।

जड़ता मिलान

लोड के उच्च परिशुद्धता नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए, यह विचार करना आवश्यक है कि क्या मोटर की जड़ता सिस्टम की जड़ता से उचित रूप से मेल खाती है।

जड़ता मिलान क्यों आवश्यक है, इसके संबंध में कोई एक निश्चित स्पष्टीकरण ऑनलाइन उपलब्ध नहीं है। अंगूठे का एक सामान्य व्यावहारिक नियम यह सुनिश्चित करना है कि परावर्तित सिस्टम जड़ता (मोटर शाफ्ट पर) और मोटर की अपनी जड़ता का अनुपात 10: 1 से अधिक न हो (हालांकि यह विशिष्ट सीमा निर्माता द्वारा भिन्न हो सकती है, उदाहरण के लिए, सीमेंस)। कम अनुपात के परिणामस्वरूप आम तौर पर अधिक नियंत्रण स्थिरता होती है लेकिन एक बड़ी मोटर की आवश्यकता होती है, जिससे लागत कम हो जाती है। विस्तृत गणना पद्धतियों के लिए, कृपया यांत्रिक तंत्र पर विश्वविद्यालय स्तर के सैद्धांतिक संसाधनों से परामर्श लें।

गियरबॉक्स कमी अनुपात और ट्रांसमिशन तंत्र के लिए लेखांकन के बाद, सत्यापित करें कि मोटर की नियंत्रण सटीकता लोड की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करती है। गियरबॉक्स के भीतर बैकलैश (निकासी) के साथ-साथ ट्रांसमिशन घटकों में मौजूद किसी भी खेल या सुस्ती पर विचार करना सुनिश्चित करें।

नियंत्रण अनुकूलता

नियंत्रण इंटरफेस की अनुकूलता के संबंध में इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन इंजीनियर के साथ समन्वय करें, विशेष रूप से, क्या सर्वो नियंत्रक की संचार विधि पीएलसी और एनकोडर प्रकार से मेल खाती है, और क्या एनकोडर डेटा को उजागर करने की आवश्यकता है।