Memilih motor servo yang tepat untuk proyek Anda bisa menjadi tugas yang menakutkan dengan begitu banyak pilihan yang tersedia. Artikel ini menyederhanakan proses dengan menguraikan pertimbangan utama: skenario aplikasi, catu daya, persyaratan pengereman, perhitungan pemilihan, dan opsi merek. Pada akhirnya, Anda akan memahami cara mencocokkan spesifikasi motor servo dengan kebutuhan Anda, memastikan kontrol yang tepat dan kinerja yang optimal. Selami untuk menemukan motor yang sempurna untuk proyek otomasi Anda!
Otomasi, bidang yang sedang hangat saat ini, memainkan peran penting, biasanya digunakan untuk bagian kontrol kecepatan atau posisi yang tepat dalam proyek.
Desainer peralatan otomatis sering menghadapi berbagai masalah pemilihan motor, dan motor yang ditawarkan oleh pemasok sangat beragam, dengan parameter yang sangat banyak, yang sering kali membingungkan bagi para pemula.
Artikel ini berbagi beberapa pengalaman dari kerja praktik, dengan harapan dapat memberikan bantuan kepada mereka yang membutuhkan.
Motor servo adalah mesin yang mengontrol pergerakan komponen mekanis dalam sistem servo; pada dasarnya ini adalah motor bantu dengan mekanisme kecepatan variabel tidak langsung.
Motor servo dikategorikan berdasarkan sumber dayanya: Motor servo Arus Searah (DC) dan motor servo Arus Bolak-balik (AC).
Perbedaan fungsional antara keduanya adalah bahwa servos AC berkinerja lebih baik karena kontrol gelombang sinusoidalnya, yang menghasilkan lebih sedikit riak torsi. Sebaliknya, servos DC menggunakan gelombang trapesium.
Namun, servo DC lebih sederhana dan lebih hemat biaya. Motor servo dapat mencapai kontrol yang presisi; motor ini akan berputar persis seperti yang diinstruksikan, dan motor ini memberikan umpan balik untuk memastikan keakuratan melalui apa yang dikenal sebagai loop tertutup. Hal ini dicapai dengan menggunakan encoder untuk memverifikasi rotasi, yang meningkatkan presisi kontrol.
Keakuratan motor stepper diukur dengan sudut langkahnya. Sudut langkah yang umum di pasaran termasuk 0,36 ° / 0,72 ° (untuk motor lima fase), 0,9 ° / 1,8 ° (untuk motor dua dan empat fase), dan 1,5 ° / 3 ° (untuk motor tiga fase). BERGER LAHR, sebuah perusahaan Jerman, memproduksi motor stepper hibrida tiga fase dengan sudut langkah yang dapat dipilih melalui sakelar DIP: 1,8°, 0,9°, 0,72°, 0,36°, 0,18°, 0,09°, 0,072°, dan 0,036°.
Mari kita pertimbangkan motor stepper dengan sudut langkah 0,036°.
0.036 = 360/10000
Dengan mengasumsikan encoder terpasang pada bagian belakang motor stepper ini, rumusnya mengimplikasikan bahwa motor memancarkan 10.000 pulsa per putaran, yang mengindikasikan resolusi encoder 10.000.
Keakuratan motor servo diukur dengan resolusi encoder yang terpasang pada bagian belakangnya. Saat ini, resolusi encoder servo bisa mencapai 223menunjukkan bahwa presisi motor servo jauh melebihi motor stepper.
Motor standar menyala dan mulai berputar, kemudian berhenti apabila daya terputus. Selain rotasi, jika ada fungsi tambahan yang bisa dikaitkan dengannya, yaitu kemampuannya untuk membalikkan arah.
Motor kontrol di bidang otomasi dapat dibagi menjadi motor servo, motor stepper, dan motor frekuensi variabel. Untuk komponen yang memerlukan kontrol kecepatan atau posisi yang tepat, motor servo dipilih.
Metode kontrol inverter plus motor frekuensi variabel mengubah kecepatan motor dengan mengubah frekuensi input sumber daya ke motor. Ini umumnya hanya digunakan untuk kontrol kecepatan motor.
Membandingkan motor servo dan motor stepper:
a) Motor servo menggunakan kontrol loop tertutup, sedangkan motor stepper menggunakan kontrol loop terbuka.
b) Motor servo menggunakan rotary encoder untuk mengukur akurasi, sedangkan motor stepper menggunakan sudut langkah. Pada tingkat produk umum, akurasi yang pertama dapat mencapai seratus kali lipat dari yang kedua.
c) Metode kontrolnya serupa (pulsa atau sinyal arah).
Motor servo dapat diklasifikasikan menjadi motor servo AC dan motor servo DC berdasarkan catu daya.
Keduanya relatif mudah untuk dipilih. Untuk peralatan otomasi umum, klien biasanya menyediakan catu daya industri standar 380V atau catu daya 220V, dalam hal ini seseorang cukup memilih motor servo untuk catu daya yang sesuai, sehingga tidak perlu mengonversi jenis daya.
Namun, beberapa peralatan, seperti papan antar-jemput di gudang tiga dimensi dan kendaraan berpemandu otomatis, karena sifatnya yang bergerak, sebagian besar menggunakan catu daya DC bawaan, dan karenanya biasanya menggunakan motor servo DC.
Berdasarkan desain mekanisme gerak, pertimbangkan apakah akan ada kecenderungan pembalikan untuk
motor dalam keadaan mati atau tidak bergerak. Jika ada kecenderungan untuk mundur, motor servo dengan rem harus dipilih.
Sebelum membuat perhitungan pemilihan, pertama-tama Anda harus menentukan posisi dan persyaratan kecepatan ujung mekanisme, kemudian mengidentifikasi mekanisme transmisi.
Pada titik ini, Anda dapat memilih sistem servo dan peredam yang sesuai.
Selama proses pemilihan, pertimbangkan parameter berikut ini:
Hitung daya dan kecepatan motor yang diperlukan berdasarkan bentuk struktural dan persyaratan kecepatan dan akselerasi beban akhir.
Khususnya, secara umum, Anda harus memilih rasio reduksi peredam sehubungan dengan kecepatan motor yang dipilih.
Dalam pemilihan aktual, misalnya, jika beban adalah gerakan horizontal, karena ketidakpastian koefisien gesekan dan faktor beban angin dari berbagai mekanisme transmisi, rumus P = TN/9549 sering kali tidak dapat dihitung dengan jelas (tidak dapat menghitung ukuran torsi secara akurat).
Dalam praktiknya, juga telah ditemukan bahwa tempat di mana daya maksimum dibutuhkan saat menggunakan motor servo sering kali adalah tahap akselerasi dan deselerasi.
Oleh karena itu, melalui T = F * R = m *a*RAnda dapat menghitung secara kuantitatif daya yang dibutuhkan dan rasio reduksi motor dan peredam (m: massa beban; a: akselerasi beban; R: radius rotasi beban).
Hal-hal berikut ini perlu diperhatikan:
a) Faktor kelebihan daya motor;
b) Pertimbangkan efisiensi transmisi mekanisme;
c) Apakah torsi input dan output peredam memenuhi standar dan memiliki faktor keamanan tertentu;
d) Apakah akan ada kemungkinan untuk meningkatkan kecepatan di kemudian hari.
Perlu disebutkan bahwa dalam industri tradisional, seperti industri derek, motor induksi biasa digunakan untuk mengemudi, tidak ada persyaratan akselerasi yang jelas, dan rumus empiris digunakan dalam proses perhitungan.
Catatan: Dalam kasus pengoperasian beban vertikal, ingatlah untuk menyertakan percepatan gravitasi dalam perhitungan.
Untuk mencapai kontrol beban dengan presisi tinggi, Anda harus mempertimbangkan apakah inersia motor dan sistem cocok.
Mengenai mengapa pencocokan inersia diperlukan, tidak ada penjelasan yang seragam di internet.
Prinsip pencocokan inersia adalah: mempertimbangkan inersia sistem yang dikonversi ke poros motor, rasio inersia motor tidak boleh lebih besar dari 10 (Siemens); semakin kecil rasionya, semakin baik stabilitas kontrol, tetapi membutuhkan motor yang lebih besar, dan kinerja biaya lebih rendah.
Silakan merujuk ke "Mekanika Teoretis" universitas jika Anda memiliki pertanyaan tentang metode perhitungan spesifik.
Setelah melalui mekanisme peredam dan transmisi, hitunglah apakah akurasi kontrol motor dapat memenuhi persyaratan beban. Peredam atau beberapa mekanisme transmisi memiliki reaksi balik tertentu, yang semuanya perlu dipertimbangkan.
Ini terutama melibatkan komunikasi dan konfirmasi dengan perancang listrik, seperti apakah metode komunikasi pengontrol servo cocok dengan PLC jenis pembuat enkodedan apakah output data diperlukan.
Pemilihan motor servo tidak hanya dipengaruhi oleh berat mekanisme tetapi juga oleh kondisi operasional peralatan, yang dapat mengubah pilihan motor servo. Inersia yang lebih besar membutuhkan torsi yang lebih tinggi untuk akselerasi dan perlambatan, dan waktu yang lebih singkat untuk akselerasi dan perlambatan, sehingga membutuhkan motor servo dengan torsi keluaran yang lebih besar.
Saat memilih spesifikasi motor servo, ikuti langkah-langkah berikut:
Saat ini, ada banyak merek motor servo di pasaran, dengan performa yang bervariasi. Secara umum, jika anggaran tidak menjadi masalah, pilihlah merek Eropa atau Amerika. Jika Anda lebih sadar akan anggaran, pilihlah merek Jepang, diikuti oleh merek dari Taiwan dan Cina daratan.
Ini bukan berarti penulis berpihak pada merek asing; ini adalah pelajaran yang dipetik dari penggunaan yang sesungguhnya.
Berdasarkan pengalaman masa lalu, umumnya tidak ada masalah dengan kinerja dasar motor servo domestik, tetapi algoritme kontrol, integrasi, dan stabilitas pengontrol servo dapat tertinggal.
Beberapa merek motor servo yang umum digunakan:
Eropa dan Amerika: Siemens, ABB, Lenze, dll.;
Jepang: Panasonic, Mitsubishi, Yaskawa, dll.
Yang perlu diperhatikan yaitu, bahwa dalam desain otomatisasi, Anda harus belajar memanfaatkan kekuatan eksternal. Khususnya dalam otomatisasi non-standar, dihadapkan pada pemilihan dan penghitungan terlalu banyak perangkat, sering kali membuat kewalahan, dan bekerja lembur adalah hal yang biasa.
Sekarang, produsen motor servo semua memberikan dukungan teknis. Selama Anda memberikan beban, kecepatan, akselerasi, dan persyaratan parameter lainnya, mereka memiliki perangkat lunak sendiri untuk secara otomatis membantu Anda menghitung dan memilih motor servo yang tepat, yang sangat nyaman.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR