ravegoat
27-01-11, 08:07
هدف از این نوشتار آشنایی با عوامل مکانیکی موثر در انتخاب یک موتور DC برای کاربرد روباتیکی است. برای حرکت یک عضو روباتیکی عمدتا" چند عامل را در نظر می گیریم: نیروی لازم برای حرکت، سرعت حرکت و دقت آن. در موتور های الکتریکی حرکت به صورت دورانی است. برای ارتباط حرکت دورانی به نیرو از کمیتی به اسم گشتاور استفاده می کنیم که بیان کننده ی نیروی در دسترس در فاصله ی معینی از محور دوران است [واحد: N.m]. به عنوان مثال اگر موتور گشتاوری معادل یک نیوتون.متر تولید کند، آن گاه می تواند در فاصله ی 20 سانتی متری نیرویی به بزرگی 5 نیوتون وارد نماید. درواقع نیرو برابر است با گشتاور تقسیم بر فاصله.
سرعت دوران موتور ها را نیز با کمیتی به نام سرعت زاویه ای اندازه می گیرند. در SI واحد سرعت زاویه ای رادیان بر ثانیه است که بیان می کند یک جسم دوار چه مقدار زاویه را بر حسب رادیان در طول یک ثانیه می پیماید. معمولا" در موتور های الکتریکی از واحد دور بر دقیقه (rpm) استفاده می شود که با ضرب کردن مقدار rpm در عدد 0.105 آن را به rad/s تبدیل می کنیم. سرعت خطی یک جسم متصل به یک محور دوار از ضرب سرعت زاویه ای آن محور در فاصله ی عمودی بین محور دوارن و آن جسم به دست می آید. مثلا" اگر جسمی با یک بازو به محوری دوار وصل بوده به گونه ای که محور دارای سرعت دورانی 100 دور بر دقیقه و فاصله ی عمودی محور و جسم برابر 1 متر باشد، آن گاه بزرگی سرعت جسم 10.5 متر بر ثانیه خواهد بود.
موتور های DC اگر تحت ولتاژ اسمی خود راه اندازی شوند می توانند با یک سرعت زاویه ای مشخص دوران کنند و مقدار معینی گشتاور تولید نماید. چناچه موتور زیر بار قرار گیرد (مثلا" به یک چرخ متصل شود) مقدار سرعت زاویه ای و گشتاور آن تغییر خواهد کرد و موتور جریان بیش تری از منبع می کشد. در کاتالوگ یا datasheet موتور های DC معتبر معمولا" نمودار rpm بر حسب گشتاور وجود دارد که بیان می کند در یک rpm مشخص مقدار گشتاور تولیدی چقدر خواهد بود. اگر مقدار گشتاور را در سرعت زاویه ای ضرب کنیم کمیتی به نام توان به دست می آید که نشان دهنده ی نرخ زمانی مصرف انرژی است [واحد وات].
حداکثر سرعت زاویه ای موتور در حالت بی باری را No Load Speed یا Free RPM می نامند. در سرعت بی باری مقدار گشتاور تولیدی را صفر در نظر می گیریم. حداکثر گشتاور تولیدی (Stall Torque) زمانی خواهد بود که دور موتور به صفر برسد. البته مقداری که عموما" با آن سر و کار خواهیم داشت Rated Torque یا Nominal Torque نام دارد که مبین گشتاور بیشینه ایست که به طور پیوسته در اختیار است بدون آن که به موتور آسیبی وارد آید.
جعبه دنده یا گیربکس ماشینی است که همراه موتور الکتریکی به کار می رود. گیربکس به عنوان یک سیستم سرعت دورانی و گشتاور را از موتور دریافت می کند و سرعت و گشتاور مطلوب را به عنوان خروجی تحویل می دهد. بدین ترتیب می توانیم از یک موتور در کاربرد های مختلف بهره گیریم. گیربکس ها قادر اند مقدار گشتاور را کاهش و یا افزایش دهند اما همواره نسبت بین گشتاور و سرعت زاویه ای و گشتاور خروجی عکس خواهد بود یعنی جعبه دنده ای که گشتاور ورودی را فزایش می دهد، سرعت زاویه ای ورودی را کاهش می دهد. برای روشن تر شدن قضیه به این مثال توجه کنیم: با اتصال یک جعبه دنده با نسبت 5:1 به موتوری با سرعت 500 rpm و گشتاور تولیدی 0.2 N.m در خروجی سیستم 100 rpm و 1 Nm را خواهیم داشت.
شاد باشيد
آرمين:11():
سرعت دوران موتور ها را نیز با کمیتی به نام سرعت زاویه ای اندازه می گیرند. در SI واحد سرعت زاویه ای رادیان بر ثانیه است که بیان می کند یک جسم دوار چه مقدار زاویه را بر حسب رادیان در طول یک ثانیه می پیماید. معمولا" در موتور های الکتریکی از واحد دور بر دقیقه (rpm) استفاده می شود که با ضرب کردن مقدار rpm در عدد 0.105 آن را به rad/s تبدیل می کنیم. سرعت خطی یک جسم متصل به یک محور دوار از ضرب سرعت زاویه ای آن محور در فاصله ی عمودی بین محور دوارن و آن جسم به دست می آید. مثلا" اگر جسمی با یک بازو به محوری دوار وصل بوده به گونه ای که محور دارای سرعت دورانی 100 دور بر دقیقه و فاصله ی عمودی محور و جسم برابر 1 متر باشد، آن گاه بزرگی سرعت جسم 10.5 متر بر ثانیه خواهد بود.
موتور های DC اگر تحت ولتاژ اسمی خود راه اندازی شوند می توانند با یک سرعت زاویه ای مشخص دوران کنند و مقدار معینی گشتاور تولید نماید. چناچه موتور زیر بار قرار گیرد (مثلا" به یک چرخ متصل شود) مقدار سرعت زاویه ای و گشتاور آن تغییر خواهد کرد و موتور جریان بیش تری از منبع می کشد. در کاتالوگ یا datasheet موتور های DC معتبر معمولا" نمودار rpm بر حسب گشتاور وجود دارد که بیان می کند در یک rpm مشخص مقدار گشتاور تولیدی چقدر خواهد بود. اگر مقدار گشتاور را در سرعت زاویه ای ضرب کنیم کمیتی به نام توان به دست می آید که نشان دهنده ی نرخ زمانی مصرف انرژی است [واحد وات].
حداکثر سرعت زاویه ای موتور در حالت بی باری را No Load Speed یا Free RPM می نامند. در سرعت بی باری مقدار گشتاور تولیدی را صفر در نظر می گیریم. حداکثر گشتاور تولیدی (Stall Torque) زمانی خواهد بود که دور موتور به صفر برسد. البته مقداری که عموما" با آن سر و کار خواهیم داشت Rated Torque یا Nominal Torque نام دارد که مبین گشتاور بیشینه ایست که به طور پیوسته در اختیار است بدون آن که به موتور آسیبی وارد آید.
جعبه دنده یا گیربکس ماشینی است که همراه موتور الکتریکی به کار می رود. گیربکس به عنوان یک سیستم سرعت دورانی و گشتاور را از موتور دریافت می کند و سرعت و گشتاور مطلوب را به عنوان خروجی تحویل می دهد. بدین ترتیب می توانیم از یک موتور در کاربرد های مختلف بهره گیریم. گیربکس ها قادر اند مقدار گشتاور را کاهش و یا افزایش دهند اما همواره نسبت بین گشتاور و سرعت زاویه ای و گشتاور خروجی عکس خواهد بود یعنی جعبه دنده ای که گشتاور ورودی را فزایش می دهد، سرعت زاویه ای ورودی را کاهش می دهد. برای روشن تر شدن قضیه به این مثال توجه کنیم: با اتصال یک جعبه دنده با نسبت 5:1 به موتوری با سرعت 500 rpm و گشتاور تولیدی 0.2 N.m در خروجی سیستم 100 rpm و 1 Nm را خواهیم داشت.
شاد باشيد
آرمين:11():