מנועים מייצרים מומנט וסיבוב דרך אינטראקציה של שדות מגנטיים ברוטור ובסטטור. במנוע אידיאלי - עם רכיבים מכניים שעובדים ומורכבים בצורה מושלמת ושדות חשמליים הבונים ומתפוררים באופן מיידי - תפוקת המומנט תהיה חלקה לחלוטין, ללא וריאציות. אבל בעולם האמיתי, ישנם מגוון גורמים הגורמים לתפוקת המומנט להיות לא עקביים - גם אם רק בכמות קטנה. תנודה תקופתית זו במומנט הפלט של מנוע מלא אנרגיה מכונה אדווה מומנט.
מבחינה מתמטית, Ripple המומנט מוגדר כהבדל בין המומנט המרבי והמינימלי המיוצר על פני מהפכה מכנית אחת של המנוע, מחולק על ידי המומנט הממוצע המיוצר על פני מהפכה אחת, המתבטא כאחוז.
ביישומי תנועה לינארית, ההשפעה העיקרית של אדווה המומנט היא שהיא גורמת לתנועה לא עקבית. ומכיוון שמומנט מוטורי נדרש כדי להאיץ ציר למהירות מוגדרת, אדווה מומנט יכולה לגרום לתנועה מהירות, או לתנועה "קופצנית". ביישומים כמו עיבוד שבבי וחילקה, תנועה לא עקבית זו יכולה להשפיע באופן משמעותי על התהליך או על מוצר הקצה - כמו וריאציות גלויות בדפוסי העיבוד או בעובי הדבקים המוצקים. ביישומים אחרים, כמו בחירה ומקום, יתכן כי אדווה המומנט וחלקות התנועה אינה מהווה נושא ביצועים קריטי. כלומר, אלא אם כן החספוס חמור מספיק כדי לגרום לתנודות או לרעש נשמע - במיוחד אם התנודות מרגשות תהודה בחלקים אחרים במערכת.
כמות המומנט מוטלת מנוע תלויה בשני גורמים עיקריים: בניית המנוע ושיטת השליטה שלו.
מומנט בניית מנוע ומומנט
מנועים המשתמשים במגנטים קבועים ברוטורים שלהם - כמו מנועי DC ללא מברשות, מנועי צעד ומנועי AC סינכרוניים - חווים תופעה המכונה Cogging, או מומנט ריכוז. מומנט Cogging (המכונה לעתים קרובות מומנט מעצר בהקשר של מנועי צעד) נגרם כתוצאה משיכת הרוטור ושיני הסטטור במיקומי רוטור מסוימים.
למרות שבדרך כלל קשור ל"חריצים "שניתן לחוש כאשר מנוע לא מנוהל מופנה ביד, מומנט צימוד קיים גם כאשר המנוע מופעל, ובמקרה זה הוא תורם לסטת המומנט של המנוע, במיוחד במהלך פעולת המהירות האיטית.
ישנן דרכים להפחית את מומנט Cogging וייצור המומנט הלא אחיד הנובע ממנו - על ידי אופטימיזציה של מספר הקטבים המגנטיים והחריצים, ועל ידי שיפוט או עיצוב המגנטים והחריצים כדי ליצור חפיפה ממיקום מעצר אחד למשנהו. וסוג חדש יותר של מנוע DC ללא מברשות - העיצוב הבלתי נלאה, או חסר הקורס, מפסיק את מומנט הריצה (אם כי לא אדווה מומנט) באמצעות ליבת סטטור פצעים, כך שאין שיניים בסטטור ליצירת כוחות אטרקטיביים ודוחים תקופתיים עם מגנטים הרוטור.
מוטוריון מוטורי ומומנט אדווה
מגנט קבוע ללא מברשות DC (BLDC) ומנועי AC סינכרוניים נבדלים לרוב על ידי האופן בו הסטטוסים שלהם נפצעים ושיטת ההסמכה שהם משתמשים בהם. מנועי AC סינכרוניים של מגנט קבוע יש סטטורים פצעים סינוסואידים ומשתמשות במסיבות סינוסואידיות. המשמעות היא שהזרם למנוע נשלט ברציפות, כך שתפוקת המומנט נשארת קבועה מאוד עם אדווה מומנט נמוך.
עבור יישומי בקרת תנועה, מנועי מגנט קבוע AC (PMAC) עשויים להשתמש בשיטת בקרה מתקדמת יותר המכונה בקרה מכוונת שדה (POC). עם שליטה מכוונת שדה, הזרם בכל פיתול נמדד ונשלט באופן עצמאי, ולכן Ripple המומנט מצטמצם עוד יותר. בשיטה זו, רוחב הפס של לולאת הבקרה הנוכחית והרזולוציה של מכשיר המשוב משפיעים גם על איכות ייצור המומנט וכמות אדווה המומנט. ואלגוריתמי כונן סרוו מתקדמים יכולים להפחית עוד יותר או אפילו לחסל את קרע המומנט ליישומים רגישים במיוחד.
בניגוד למנועי PMAC, מנועי DC ללא מברשות הם בעלי סטטורים פצעים טרפזים ובדרך כלל משתמשים במוזכון טרפז. עם נסיעה טרפזית, שלושה חיישני אולם מספקים מידע על מיקום הרוטור כל 60 מעלות חשמל. המשמעות היא שהזרם מיושם על הפיתולים בצורת גל מרובעת, עם שישה "מדרגות" לכל מחזור חשמלי של המנוע. אך זרם בפיתולים לא יכול לעלות (או ליפול) באופן מיידי בגלל השראות הפיתולים, ולכן וריאציות מומנט מתרחשות בכל שלב, או בכל 60 מעלות חשמל.
מכיוון שתדירות אדווה המומנט היא פרופורציונאלית למהירות הסיבוב של המנוע, במהירויות גבוהות יותר, האינרציה של המנוע והאומץ יכולים לשמש כדי להחליק את ההשפעות של מומנט לא עקבי זה. שיטות מכניות להפחתת אדווה המומנט במנועי BLDC כוללות הגדלת מספר הפיתולים בסטטור או את מספר הקטבים ברוטור. ומנועי BLDC-כמו מנועי PMAC-יכולים להשתמש בשליטה סינוסואידית או אפילו בקרה מוכווני שדה כדי לשפר את החלקות של ייצור המומנט, אם כי שיטות אלה מגדילות את עלות המערכת והמורכבות.
זמן ההודעה: MAR-21-2022