7/26/2019 Dimensionamento de Servomotor

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Dimensionamento de servomotor

Quantos cavalos precisam para minha aplicao?

Bem ... sem hesitao .. a menos, melhor! especialmente considerando como est evoluindo o

preo da electricidade ... (no mais do que comparar o projeto de lei com o PE ltimos meses

que tinha um par de anos atrs ....)

Para corilo "ora, que # normalmente cumprido se que o mais poderoso o sevomotor, mais

caro ele ser n$s ...

Portanto ... o ojectivo vai escolher um servo com a pot%ncia m&nima necessria para resolver

a nossa aplicao.

E que Potencia o mnimo exigido para a minha aplicao?

Para responder a esta per'unta, a primeira coisa a "aer # recitar E*+ o -mantra- -+ que

move o mundo # a Paridade- e assim ... pode re"ormular a per'unta

Que Velocidade e que Torque necessrio para a minha aplicao?Esta questo me "a sentir melhor ... caso contrrio ... parece que estamos a "alar com um

vendedor de carros, voc% acha que .../

! "eterminao do per#il de velocidades

0 primeira coisa que temos de per'untar # o que per"il de velocidade que precisamos, que # ...

quanto tempo eu tenho que acelerar a velocidade/, 0t# que eu acelerar/ 1uanto tempo eu

tenho que manter a velocidade/ 1uanto tempo a desacelerao vai durar/ Eu vou ter al'um

tempo para descansar/

Para responder a essas per'untas ... a coisa mais simples # "aer uma taela em que asposi2es em "uno do tempo so indicados, o clculo da velocidade e acelerao # imediata

3ma'ine que o ciclo de traalho cont&nuo (pesados) a durao de 4 se'undo, e que 567 do

tempo de acelerar de 8 a 98 :, e de manter uma velocidade constante de 687 do ciclo e para

dei;ar a

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*as a menos que n$s estamos traalhando com um motor linear, na maioria dos casos a

"$rmula acima para enunciar um s$lido em rotao

Par C 3n#rcia D 0celerao 0n'ular

0 partir da taela de cima mostra que a acelerao an'ular m;ima pode ser calculada

dividindo a seco para cada variao de velocidade entre o tempo necessrio.?o nosso caso, temos o motor deve acelerar (ou desacelerar) =8 rpm em 8,56 se'udos,

portanto

=8 rpms C

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*as ... podemos ajustar um pouco mais a nossa escolha se considerarmos o torque e"etivo, ou

o torque J*.

+ valor inrio que temos otido acima corresponde ao valor de pico do inrio do motor

(inrio m;imo), normalmente esse valor corresponde a valores de

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1uero dier ... que seria necessrio um motor com torque nominal superior a 56,4M ? D m e

um inrio m;imo de s vees tedioso, por isso eurecomendo usar o so"tAare que o "aricante de cada servo nos "ornecer (usado para ser

livre ...).

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.%untos ca/allos necesito para mi aplicaci0n?

PuesO sin dudarlo.. cuantos menos mejor! sore todo teniendo en cuenta c$mo estevolucionando el precio de la electricidadO (no haL ms que comparar la "actura de estos

ltimos meses con p.e. la que ten&amos hace un par de aosO.)

Para colmo, normalmente se cumplir que cuanto ms potente sea el sevomotor, ms caro

nos resultarO

Por tantoO el ojetivo ser ele'ir un servo con la m&nima potencia necesaria para solucionar

nuestra aplicaci$n.

.1 qu potencia es la mnima requerida para mi aplicaci0n?

Para responder a esta pre'unta lo primero que temos que hacer es recitar el QmantraR STo

que mueve al mundo es el ParU L de este modoO podremos re"ormular la pre'unta

.2 qu velocidad 3 qu par motor se requieren para mi aplicaci0n?

Esta pre'unta La me hace sentir mejorO, de otro modoO parece que estemos halando con

un vendedor de coches de se'unda mano, nos os pareceO/

4) Ilculo del per"il de velocidades

To primero que nos hemos de plantear es qu# per"il de velocidades vamos a necesitar, es

decirO, Vcunto tiempo he de acelerar/, Vhasta que velocidad he de acelerar/ Vdurante cunto

tiempo he de mantener la velocidad/ Vcunto tiempo va a durar la deceleraci$n/ Vtendr#

al'n tiempo para descansar/

Para responder a estas pre'untasO lo ms sencillo es hacer una tala en la que se indiquen

las posiciones en "unci$n del tiempo, el clculo de las velocidades L aceleraciones es

inmediato

3ma'inemos que el ciclo de traajo continuo (heavL dutL) dura 4 se'undo, L que el 567 del

tiempo aceleramos de 8 a 98W, L mantenemos la velocidad constante durante el 687 del ciclo

L, al le'ar a

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i ponemos esta in"ormaci$n en una tala L calculamos la velocidad de cada tramo

otendremos un per"il de velocidades trapeoidal con una velocidad m;ima de =8 rpm (un

valor rid&culo para un servoO pero se trata de hacer un ejemplo sencillo).

Por tanto.. la respuesta a la primera pre'unta es, que el motor que escojamos necesita ser

capa de traajar como m&nimo a =8 rpm

5) Ilculo del par motor

?o volver# a repetir el QmantraR pero sX que recordar# una de las leLes de la dinmica de

?eAton

Cm D a

Pero a no ser que estemos traajando con un motor lineal, en la maLor&a de los casos

enunciaremos la "$rmula anterior para un s$lido en rotaci$n

ParC3nercia D 0celeraci$n 0n'ular

Ne la tala anterior se desprende que la m;ima aceleraci$n an'ular la podemos calcular

dividiendo para cada tramo la variaci$n de velocidad entre el tiempo requerido.

En nuestro caso tenemos que el motor dee acelerar (o decelerar) =8 rpm en 8.56 se'udos,

por tanto

=8 rpm8.56 sC

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El cculo de la inercia otal del sistema ser la suma de las inercias de cada uno de los

componentes rotativos del sistema.

Por ejemplo, si el motor ha de mover un plato 'iratorio L entre el plato L el eje del motor haL

un reductor, tendremos que calcular la inercia del plato (incluida la car'a) L del reductor (noslo "acilitar el "aricante del reductor). i e;istiera al'una "uera e;terior a "avor o en contra

del par motor, #sta tami#n deer&a de ser sumada o restada para el clculo del par.

Fn sistema de motor G reductor G Plato 'iratorio, puede modeliarse con la si'uiente cadena

cinemtica

El cculo del momento de inercia de cada elemento, por ejemplo del plato, es sencillo, una ve

conocida la 'eometr&a L la densidad del material, ser su"iciente con aplicar la "$rumula del

s$lido r&'ido correspondiente (momentos de inercia), para ello podemos desempolvar el liro

de mecnica del s$lido r&'ido L uscar en las talasOo podemos hacer uso de 'oo'le, oOen la

maLor&a de los casosO el "aricante del motor nos "acilitar un so"tAare para dimensionar el

servo que, por supuesto ser tami#n capa de aLudarnos a calcular momentos de inercia demecanismos haituales.

Fna ve otenemos el momento de 3nercia ima'inemos que el total de las inercias suma

4.894 Y'Dm5

calcular el par m;imo necesario para el motor es inmediato

Pm;imo C3nercia D 0celeraci$n an'ular m;ima C 4,894 D

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PeroO podemos ajustar un poco ms nuestra elecci$n si consideramos el par e"ectivo, o par

J*.

El valor del par que hemos otenido anteriormente se corresponde con el valor de pico de par

del motor (peaH torque), normalmente este valor se corresponde con valores del

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Es decirO necesitar&amos un motor con un par nominal que e;ceda los 56.4M ?Dm L con un

pico de par de

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