Cách hiệu quả để lái một trục đơn với nhiều động cơ?

Để giải đáp câu hỏi "tại sao không sử dụng động cơ lớn hơn", tôi là cố vấn trung học cho đội robot chế tạo FTC (Thử thách công nghệ đầu tiên), với một chút nền tảng cơ khí / phần cứng mềm. Họ phần nào bị hạn chế trong những gì họ được phép sử dụng, đặc biệt là động cơ. Động cơ DC lên đến 8 x 1,5 ft-lb, tối đa.

Năm nay, họ gặp phải vấn đề cần nhiều lực nâng hơn, điều này có thể giúp ích, nhưng để có được thang máy, họ cần rất nhiều tốc độ, trong một cuộc thi rất ngắn (~ 2 phút), là một sự đánh đổi tốn kém khi có nhu cầu lên xuống thường xuyên.

Khả năng tôi đã xem xét (và chưa có thời gian để gây rối, nhưng tôi đang cố gắng nghiên cứu và nhận đầu vào từ các kỹ sư tốt hơn bản thân mình ..)

Có hai động cơ trực tiếp lái cùng một bánh răng trên trục có vẻ như là câu trả lời rõ ràng đầu tiên, nhưng dễ bị lỗi (trượt khỏi đồng bộ hóa và có khả năng mài.)
Hai động cơ điều khiển hai ròng rọc riêng biệt trên trục truyền động, theo lý thuyết sẽ đạt được công suất mà không gặp sự cố kẹt bánh.

Tôi đang lên kế hoạch cho trẻ em thử nghiệm và thử nghiệm, nhưng vì kinh nghiệm ME của tôi cực kỳ yếu, tôi đang mời chào đầu vào.

— cố gắng bắt
nguồn

Nếu các động cơ có trục đi suốt, bạn có thể ghép chúng theo đường thẳng, trục với trục (trục chung) mà không có bánh răng ở giữa.

— SF.

Câu trả lời:

Một vi sai là một thiết bị cơ khí được thiết kế để làm chính xác những gì bạn đề xuất. Nó sẽ cho phép hai động cơ quay với tốc độ hơi khác nhau trong khi vẫn kết hợp sức mạnh. Việc sử dụng phổ biến nhất của vi sai là trong hệ thống truyền động của ô tô, trong đó nó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cả hai bánh xe từ một động cơ trong khi vẫn cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác nhau, nghĩa là hoạt động theo nghĩa ngược từ ứng dụng bạn đang tìm kiếm .

— Chris Mueller
nguồn

Thật tuyệt vời, tôi sẽ xem xét điều đó. :)

— trycatch 11/05/2015

Hãy xem đoạn phim ngắn kinh điển năm 1930 này của Chevrolet có tựa đề "Vòng quanh góc". Video này là lời giải thích ngắn gọn và đơn giản nhất về thiết bị vi sai mà tôi từng tìm thấy. Nó không chỉ giải thích vấn đề thúc đẩy sự khác biệt, mà còn cả cách điều chỉnh gia tăng đơn giản dẫn đến thiết bị vi sai: youtu.be/F40ZBDAG8-o

— Paul

@Paul Đó là một lời giải thích rõ ràng tốt đẹp về cách nó hoạt động. Cảm ơn các liên kết.

— Chris Mueller

Trong khi một vi sai cơ học làm những gì bạn yêu cầu, bạn không thực sự cần nó.

Bạn có thể kết nối hai động cơ điện giống hệt nhau với nhau trên cùng một trục. Không có "trượt khỏi đồng bộ hóa" vì không có vấn đề đồng bộ hóa ở nơi đầu tiên. Lái hai động cơ như nhau và cả hai sẽ phát triển gần với cùng một mô-men xoắn. Một cái sẽ có mô-men xoắn lớn hơn một chút so với cái kia, nhưng hai mô-men xoắn vẫn thêm. Không có hại trong một chút không phù hợp.

Trong trường hợp xấu nhất, bạn lái một động cơ đầy đủ và cái kia thì không. Động cơ không được điều khiển sẽ chỉ thêm một chút tải ma sát vào trục miễn là các kết nối điện của nó được mở. Miễn là bạn lái mỗi động cơ đủ cứng để nó quay ở tốc độ trục đó mà không tải, nó sẽ không làm chậm bất cứ điều gì. Bạn sẽ phải lái hai động cơ khác nhau đáng kể cho một để thêm mô-men xoắn vào trục trong khi động cơ kia đang thêm lực cản.

Điều này giả định rằng bạn không có bộ điều khiển vòng kín đang cố điều chỉnh tốc độ động cơ. Miễn là bộ điều khiển của bạn chỉ thay đổi điện áp tương đương hiệu quả mà động cơ nhìn thấy, kết nối trực tiếp hai động cơ là tốt.

— Máy tiện Olin
nguồn

Hừm Bằng cách nào đó tôi tưởng tượng trường hợp xấu nhất sẽ là một cái gì đó giống như một động cơ chạy ở tốc độ X vòng / phút và cái kia chạy ở một số không có công suất hai phần, khiến răng thỉnh thoảng gặp nhau hoặc một cái gì đó. Nhưng tôi cho rằng động cơ công suất cao hơn sẽ tiếp tục đẩy mọi thứ?

— xe ba bánh

@tryc: Với cả hai động cơ được kết nối với cùng một trục, cả hai sẽ luôn chạy ở cùng một tốc độ. Tôi không thấy răng bánh răng có liên quan gì đến việc này khi bạn sử dụng khớp nối trục. Không cần bất kỳ bánh răng giữa hai động cơ. Ở một tốc độ nhất định, câu hỏi duy nhất là bao nhiêu mô-men xoắn (dương hoặc âm) mà động cơ đang đặt lên trục. Với các động cơ mô hình tương tự được kết nối bằng điện, mô-men xoắn ở cùng điện áp và tốc độ sẽ khá gần nhau. Ngay cả khi một người, giả sử, 80% khác, sẽ không có tác hại thực sự nào ngoài việc sử dụng tối ưu các động cơ.

— Olin Lathrop

Nếu các động cơ là loại DC nam châm vĩnh cửu và có cùng một bảng tên nhưng đặc điểm khác nhau (do sự không nhất quán trong sản xuất) thì tốt hơn là kết nối nối tiếp hơn là song song. Điều này là do động cơ hoạt động như máy phát điện, tạo ra điện áp ngược phải được khắc phục bằng điện áp đặt vào. Ví dụ: 2 động cơ, một động cơ có điện áp trở lại 10V ở một số tốc độ, động cơ còn lại có điện áp trở lại 11V. Cả hai đều có điện trở 1 ohm. Kết nối chúng với nguồn cung cấp 12V, động cơ A rút ra (12-10) / 1 = 2 amps, động cơ B rút ra (12-11) / 1 = 1 amp. Mô-men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện, do đó, có dòng điện / mô-men xoắn khác nhau trong mỗi động cơ.

— Cấp sông St

Bạn có thể tránh vấn đề này bằng cách thay vào đó chọn hai động cơ 6V danh nghĩa và kết nối chúng thành chuỗi, vì vậy chúng chắc chắn có cùng dòng điện qua mỗi (và do đó mô-men xoắn gần như giống hệt nhau). Mặc dù trong cả hai trường hợp, bạn nên suy nghĩ về ảnh hưởng của sự thất bại của một động cơ đối với động cơ kia.

— Cấp sông St

"Tôi không thấy răng bánh răng có liên quan gì đến việc này như bạn đang sử dụng khớp nối trục." Oh. OH. Tôi thậm chí còn không nghĩ đến việc có cả hai TRỰC TIẾP LÁI XE CÙNG. Trong tâm trí tôi đang đi: Lái xe số A -> bánh răng trên trục <- Lái xe bánh răng B Và tôi thấy một tiềm năng cho một bánh răng bị trượt và không đồng bộ với bánh răng trên trục và gây ra mài / bắt.

— trycatch

Khớp nối hai động cơ từng là một vấn đề. Họ sẽ cân bằng cả hai bằng cách theo dõi trận hòa hiện tại giữa họ và cân bằng. Ghép nối hai động cơ không còn là vấn đề nữa với sự ra đời của các ổ đĩa kỹ thuật số, có thể ghép nối từng động cơ với nhau. Điều này giải quyết khớp nối cũ của hai trục với trục jack.

— người dùng14175
nguồn