التحكم في سرعة محرك التروس المستمر: الطرق, اعتبارات الأداء والتطبيق

يجمع محرك التروس التيار المستمر بين محرك تيار مستمر وصندوق تروس تخفيض بحيث يتم تحويل سرعة المحرك العالية إلى سرعة خرج أقل وعزم دوران أكثر قابلية للاستخدام. في الأتمتة الصناعية, ومع ذلك, التحكم في السرعة ليس مجرد مسألة تقليل الجهد أو اختيار نسبة تروس أكبر.

نقطة التشغيل الفعلية لمحرك التروس المستمر تحدد بواسطة عدة متغيرات تعمل معا:

•جهد التزويد

•خصائص سرعة-عزم المحرك

• عزم الحمل

• نسبة التروس

•كفاءة علبة التروس

•سلوك وحدة تحكم PWM

• التيار الابتدائي وذروة التيار

• دورة العمل ودرجة حرارة المحرك

للتحكم الثقيل في الحركة, المحرك, ناقل الحركة, المتحكم, ويجب اختيار الحمل الميكانيكي كنظام دفع واحد.

لماذا يتباطأ محرك التروس المستمر تحت الحمل?

مشكلة شائعة في الهندسة هي أن محرك التروس المستمر يفقد دورة دورة المحرك بعد اختبار الطاولة لكنه يحقق السرعة المتوقعة أثناء التركيب.

تحدث هذه الظاهرة لأن جميع محركات التيار المستمر تفقد سرعتها عندما يزداد العزم بسبب الحمل الميكانيكي. محرك التيار المستمر المصقول يحتاج إلى تيار أعمدة أكبر لإنتاج عزم دوران أكبر. من معادلة فقدان المحرك, التيار الأكبر يؤدي إلى فقدان أكبر للنحاس وانخفاض الجهد الداخلي, لذا تنخفض سرعة المحرك.

عمليا:

الحمل يزداد → يزداد التيار → زيادة عزم الدوران → تنخفض السرعة

لهذا السبب لا ينبغي استخدام سرعة عدم التحميل كقيمة أساسية للحجم. السرعة المقدرة تحت حمل محدد أكثر فائدة بكثير.

تستحق التطبيقات منخفضة السرعة اهتماما إضافيا. إذا تم تقليل دورة عمل الجهد أو PWM بشكل كبير, قد يصبح هامش العزم المتاح غير كاف لتجاوز:

•احتكاك علبة التروس

• مقاومة المحمل

• جمود بدء التشغيل

• تغيير أحمال الناقل

• انحراف ميكانيكي

قد تكون النتيجة هي البحث السريع, بدايات صعبة, التيار الزائد, أو التوقف الكامل.

ما الذي يحدد سرعة إخراج محرك التروس المستمر?

يجب أخذ ثلاث علاقات في الاعتبار عند اختيار محرك تروس التيار المستمر.

1. الجهد وسرعة المحرك

محركات الفرشاة DC لها نسبة فولت إلى دورة في الدقيقة خطية. عندما يزداد الجهد, هناك ارتباط مباشر بسرعة الدوران. عندما يكون للمحركات حمل, مقاومة اللف, وخسائر المحرك, تصبح النسبة غير خطية.

محركات مينغيي DC Gear Motors العمل مع الأنظمة التي تعمل من 12 فولت إلى 220 فولت. وذلك بسبب تنوع بناء كل نظام, يمكن تصميم الأقراص لتتناسب مع المعدات المختلفة.

2. يتم تحديد مدى التشغيل الميكانيكي بواسطة نسبة التروس

التفكير من حيث القيم التقريبية, يمكننا أن نقول إن:

عدد دورات المحرك = عدد دورات المحرك × نسبة التروس

علبة التروس ذات النسبة الأعلى تولد ما يلي:

• عدد دورات المحرك في الدقيقة منخفض

• عزم خرج أكبر

• تقليل ميكانيكي أكبر

أخذ الاعتبار كفاءة وفقدان علبة التروس, العزم الحقيقي سيكون أقل.

مينغيي يقدم نسب تروس من 3 إلى 200 ألف. يتيح ذلك للمصممين تحديد نطاق السرعة الميكانيكية قبل الاعتماد على الضبط الإلكتروني.

3. يشير التيار إلى طلب العزم

تيار المحرك مرتبط ارتباطا وثيقا بالعزم. لذا يحتاج المتحكم إلى سعة كافية لأكثر من التيار الثابت.

تم التحقق:

•المصنف الحالي

• التيار الابتدائي

• تيار التسارع

• عكس التيار

•تيار توقف محتمل

اختيار وحدة تحكم فقط حول التيار الجاري المقدر قد يؤدي إلى انقطاعات الحماية من الإزعاج أو ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل عند التشغيل.

PWM مقابل. التحكم في الجهد لمحرك التروس المستمر

هناك نهجان تحكم شائعان هما ضبط الجهد المباشر وتعديل عرض النبضة.

العامل	التحكم في الجهد	التحكم في PWM
مبدأ التحكم	التغيرات المطبقة على الجهد	المفاتيح تزود الجهد حسب دورة العمل
سلوك السرعة المنخفضة	يمكن أن يضعف بشكل كبير	عادة أفضل
كفاءة الطاقة	يعتمد ذلك على تصميم المنظم	عموما أعلى
توليد الحرارة	يمكن أن تكون أعلى	عادة ما يكون جهاز التحكم أقل
التعديل الديناميكي	أساسي	جيد
التطبيق النموذجي	المعدات البسيطة	الأتمتة الصناعية

يوفر PWM التحكم في سرعة محركات التيار المستمر من خلال القضاء على الحاجة إلى المحرك لتحريك الجهد باستمرار عبر منظم خطي.

الافتراض الرئيسي المفترض بخصوص التحكم في سرعة PWM هو أن:

دورة العمل 50٪ = 50٪ دورة خرجية في الدقيقة

هذا الافتراض خاطئ, معلمات أخرى مثل الحمل, الاحتكاك في علبة التروس, ظروف التوريد, تردد PWM وخصائص المحرك تؤثر أيضا على سرعة المحرك.

الحلقة المفتوحة مقابل. التحكم المغلق في الحلقة لمحركات التروس التيار المستمر

ليست كل محركات تروس التيار المستمر تتطلب مشفرا.

التحكم في الحلقة المفتوحة

يستخدم i عندما تكون سرعة الإخراج ثابتة.

يستخدم التحكم في الحلقة المفتوحة عندما:

•الحمل الثابت

• نطاق محدود من السرعة المتغيرة

• التحكم البسيط

•لا حاجة للمزامنة

التحكم في الحلقة المغلقة

يستخدم التحكم المغلق الحلقة مستشعر سرعة المحرك أو مشفر لقياس السرعة الفعلية للمحرك ويتحكم في المحرك وفقا لذلك.

يصبح مفيدا ل:

• تنظيم سرعة الناقل

•تكرار دورة التغليف

•التموضع الآلي

•التعامل مع الحمل المتغير

• مزامنة متعددة المحاور

المتطلب	الحلقة المفتوحة	الحلقة المغلقة
تعديل السرعة الأساسي	مناسب	مناسب
تعويض تغيير الحمل	محدود	سترونغ
دقة السرعة	معتدل	أعلى
مطلوب مشفر	لا	عادة
تعقيد التحكم	الأسفل	أعلى

نسبة التروس أو تقليل السرعة الإلكترونية?

خطأ كبير في اختيار محرك التروس المستمر هو محاولة تحقيق تقليل السرعة بالكامل إلكترونيا.

النهج الأفضل هو:

استخدم علبة التروس لتحديد مدى التشغيل الميكانيكي, ثم تستخدم PWM أو التحكم المغلق في الحلقة لضبط الوقت الحقيقي.

عادة ما يؤخذ في الاعتبار نسبة تروس أعلى عندما يتطلب التطبيق دورات دورة مستمرة منخفضة في الدقيقة مع عزم دوران كبير.

التحكم الإلكتروني أفضل ل:

• بداية ناعمة

•سرعة الإنتاج المتغيرة

•منحدرات التسارع

• التباطؤ

•تعديل مؤقت للعملية

تشغيل محرك عالي السرعة بشكل مستمر عند دورة عمل منخفضة جدا في PWM قد يؤدي إلى كفاءة ضعيفة, سلوك غير مستقر في السرعة المنخفضة, أو مشاكل حرارية.

نطاق نسبة مينغيي 3–200 ألف, مع أحجام إطارات تتراوح بين 60–104 مم وخيارات طاقة 6 واط و300 واط, يوفر تركيبات متعددة لمطابقة قوة المحرك والاختزال الميكانيكي.

كيفية مطابقة محرك التروس المستمر مع الحمل

تسلسل الاختيار سيبدو هكذا:

• ابدأ باختيار سرعة عمود علبة التروس.

• صف عرض الحمل للعزم الثابت.

• اختر عزم البداية وعزم الحمل للتسارع.

• اختر نسبة سرعة المحرك إلى التروس.

• تجاهل العزم واختر المحرك حسب القوة.

• تحقق من ذروة تيار التحكم للبدء والعكس.

• عرض دورة العمل والحدود الحرارية.

تتطلب الآلات المختلفة أولويات تحكم مختلفة.

التطبيق	التحدي الرئيسي	أولوية التحكم في محرك التروس المستمر
الناقل	تغيير الحمولة المنقولة	استقرار السرعة
بوابة الحاجز	تشغيل وعودة متكررة	عزم البداية
آلات التعبئة	دورات متكررة	التحكم في التسارع
المعدات الإلكترونية	مساحة التركيب المحدودة	التحكم في السرعة المدمج
التعامل مع المواد	الحمل المتغير	احتياطي عزم الدوران

هيكل محرك التروس المستمر المدمج المدمج من مينغي مفيد بشكل خاص عندما تكون مساحة التركيب محدودة بينما لا يزال هناك حاجة لنقل العزم المتحكم به.

التركيب والصيانة يؤثران على استقرار السرعة

حتى محرك التروس المستمر بالحجم الصحيح قد يؤدي أداء ضعيفا إذا تم تجاهل تفاصيل التركيب.

قبل دخولها الخدمة, تم التحقق:

• جهد التزويد عند أطراف المحرك تحت الحمل

•حجم الكابل وانخفاض الجهد

• محاذاة العمود والاقتران

• صلابة التثبيت

• تهوية وحدة التحكم

• درجة حرارة المحرك أثناء التشغيل المطول بسرعات منخفضة

• حماية وأسلاك الترميز حيث يستخدم التغذية الراجعة

خلال الخدمة, زيادات غير معتادة في التيار, درجة الحرارة, ضوضاء ناقل الحركة, أو قد يشير الاهتزاز إلى حمل زائد, المحاذاة السيئة, مشاكل التزييت, أو تآكل المعدات.

اختيار محرك ناقل الحركة المستمر كنظام قيادة كامل

التحكم الموثوق في سرعة محرك التروس المستمر يأتي من موازنة التخفيض الميكانيكي مع التحكم الإلكتروني—وليس من تحقيق مواصفة واحدة إلى أقصى حد.

توفر مينغيي حلول لمحركات التروس DC المصبوغة بالفرشاة مع توافق جهد 12 فولت و220 فولت, خيارات الطاقة من 6 واط إلى 300 واط, أحجام الإطارات بعرض 60–104 مم, ونسب تروس بين 3–200 ألف, مع التكوينات القياسية أو المخصصة, رسومات CAD/ثلاثية الأبعاد, والدعم الفني للاختيار.

بالنسبة لبوابات الحاجز, المعدات الإلكترونية, الناقلات, آلات التعبئة, وأنظمة الأتمتة, مما يوفر لمينغيي السرعة الفعلية, عزم الدوران, دورة العمل, التركيب, ويمكن لمتطلبات التحكم أن تساعد في تضييق تكوين المحرك وعلبة التروس قبل الانتهاء من تصميم المعدات.

الأسئلة الشائعة

س1. ما هي خيارات الجهد المتاحة في منتجات محرك التروس DC من مينغيي?

منتجات محرك Mingye DC Gear Motor لديها نطاق جهد واسع يتراوح بين 12V و220 فولت. هذه المنتجات قابلة للتطبيق على الأتمتة متوسطة إلى كبيرة النطاق, المعدات الإلكترونية, وأنظمة الدفع الصناعية.

س2. ما هو نطاق الطاقة الذي تغطيه تطبيقات محركات التروس DC في مينغيي?

تتوفر محركات Mingye DC Gear بقوى تصل إلى 300 واط وما بعدها, مع متطلبات الطاقة التي تعتمد على السرعة, عزم الدوران, الدورة, والحمل الميكانيكي.

س3. ما هي نسب التروس المتوفرة في منتجات محرك Mingye DC Gear Motor?

تتراوح نسب التروس التي تقدمها مينغيي من 3 إلى 200 ألف. تسمح نسب التروس الواسعة للمهندس باختيار سرعة ودقة الإخراج بناء على مستوى التحكم الإلكتروني في السرعة.

س4. ما هي أحجام الإطارات المتوفرة في منتجات محرك التروس DC من مينغيي?

الخيارات المتاحة للإطارات هي 60 مم, 70 مم, 80 مم, 90 مم, و104 مم, إلى جانب أحجام الإطارات الأخرى لأنظمة الأتمتة المدمجة والكبيرة.

س5. هل يمكن التحكم في محرك Mingye DC Gear في السرعة باستخدام PWM?

يمكن التحكم بسهولة في محرك التروس المستمر المثبت بالفرشاة باستخدام التحكم في سرعة PWM بشرط أن يكون جهد المحرك, تيار وحدة التحكم, تكوين PWM, ويتم النظر في الحمل.