Motorlar, rotor ve statordaki manyetik alanların etkileşimi yoluyla tork ve rotasyon üretir. İdeal bir motorda - mükemmel şekilde işlenmiş ve monte edilmiş mekanik bileşenler ve anında inşa edilen ve çürüyen elektrik alanları - tork çıkışı, varyasyon olmadan mükemmel bir şekilde pürüzsüz olacaktır. Ancak gerçek dünyada, tork çıkışının tutarsız olmasına neden olan çeşitli faktörler vardır - sadece küçük bir miktar olsa bile. Enerjili bir motorun çıkış torkundaki bu periyodik dalgalanmaya tork dalgalanması denir.

Matematiksel olarak, tork dalgalanması, motorun bir mekanik devrimi üzerinde üretilen maksimum ve minimum tork arasındaki fark olarak tanımlanır, bir devrim üzerinde üretilen ortalama torkla bölünür, yüzde olarak ifade edilir.

Doğrusal hareket uygulamalarında, tork dalgalanmasının ana etkisi, hareketin tutarsız olmasına neden olmasıdır. Ve bir ekseni belirli bir hıza hızlandırmak için motor torku gerekli olduğundan, tork dalgalanması hız dalgalanmasına veya “sarsıntılı” harekete neden olabilir. İşleme ve dağıtım gibi uygulamalarda, bu tutarsız hareket, işlem veya son ürün üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir - işleme modellerinde veya dağıtılmış yapıştırıcıların kalınlığında görünür varyasyonlar gibi. Pick ve yer gibi diğer uygulamalarda, tork dalgalanması ve hareketin pürüzsüzlüğü kritik bir performans sorunu olmayabilir. Yani, pürüzlülük titreşimlere veya duyulabilir gürültüye neden olacak kadar şiddetli olmadıkça - özellikle titreşimler sistemin diğer kısımlarındaki rezonansları heyecanlandırıyorsa.

A motorunun ürettiği tork dalgası miktarı iki ana faktöre bağlıdır: motorun yapısı ve kontrol yöntemi.
Motor yapısı ve dişli torku

Fırçasız DC motorlar, step motorlar ve senkron AC motorları gibi rotorlarında kalıcı mıknatıslar kullanan motorlar, çarkı veya çark torku olarak bilinen bir fenomen yaşar. Cogging torku (genellikle step motorlar bağlamında tespit torku olarak adlandırılır), rotorun ve stator dişlerinin belirli rotor pozisyonlarında cazibesi neden olur.

Tipik olarak, güçsüz bir motor elle döndürüldüğünde hissedilebilecek “çentikler” ile ilişkili olsa da, motor güçlendirildiğinde dişli tork da mevcuttur, bu durumda özellikle yavaş hız çalışması sırasında motorun tork dalgalanmasına katkıda bulunur.

Manyetik kutupların ve yuvaların sayısını optimize ederek ve bir tespit konumundan diğerine örtüşmek için mıknatısları ve yuvaları çarpıtarak veya şekillendirerek - ondan kaynaklanan dişli torku ve düzensiz tork üretimini azaltmanın yolları vardır. Ve daha yeni bir fırçasız DC motoru - slotsuz veya kırılmaz, tasarım - bir yara stator çekirdeğini kullanarak dişli torkla (tork dalgalanması olmasa da) uzaklaşır, bu nedenle statorda periyodik çekici ve itici kuvvetler oluşturmak için diş yoktur. rotor mıknatısları ile.
Motor komütasyonu ve tork dalgalanması

Kalıcı mıknatıs fırçasız DC (BLDC) ve senkron AC motorları genellikle statörlerinin yaralanma ve kullandıkları komütasyon yöntemi ile ayırt edilir. Kalıcı mıknatıs eşzamanlı AC motorları sinüzoidal olarak yaralanmış istatistiklere sahiptir ve sinüzoidal komisyon kullanır. Bu, motora akımın sürekli olarak kontrol edildiği anlamına gelir, bu nedenle tork çıkışı düşük tork dalgalanması ile çok sabit kalır.

Hareket kontrol uygulamaları için, kalıcı mıknatıs AC (PMAC) motorları, alan odaklı kontrol (FOM) olarak bilinen daha gelişmiş bir kontrol yöntemi kullanabilir. Alan odaklı kontrol ile, her bir sargıdaki akım bağımsız olarak ölçülür ve kontrol edilir, bu nedenle tork dalgalanması daha da azalır. Bu yöntemle, geçerli kontrol döngüsünün bant genişliği ve geri bildirim cihazının çözünürlüğü de tork üretiminin kalitesini ve tork dalgalanma miktarını etkiler. Ve gelişmiş servo tahrik algoritmaları son derece hassas uygulamalar için tork dalgalanmasını daha da azaltabilir veya hatta ortadan kaldırabilir.

PMAC motorlarının aksine, fırçasız DC motorları trapezoidal olarak yaralanmış istatistiklere sahiptir ve tipik olarak trapezoidal komisyon kullanır. Trapezoidal komisyon ile, üç salon sensörü rotorun konumu hakkında her 60 elektrik derecesinde bilgi sağlar. Bu, akımın, motorun elektrik döngüsü başına altı “adım” ile kare bir dalga formundaki sargılara uygulandığı anlamına gelir. Ancak sargılardaki akım, sargıların endüktansı nedeniyle anında yükselemez (veya düşemez), bu nedenle her adımda veya her 60 elektrik derecesinde tork varyasyonları meydana gelir.

Tork dalgalanmasının frekansı motorun dönme hızı ile orantılı olduğundan, daha yüksek hızlarda, motor ve yük ataleti bu tutarsız torkun etkilerini düzeltmeye hizmet edebilir. BLDC motorlarındaki tork dalgalanmasını azaltmak için mekanik yöntemler arasında statordaki sarma sayısının veya rotordaki kutup sayısının arttırılması yer alır. Ve BLDC motorları-PMAC motorları gibi-tork üretiminin pürüzsüzlüğünü artırmak için sinüzoidal kontrol veya hatta alan odaklı kontrolü kullanabilir, ancak bu yöntemler sistem maliyetini ve karmaşıklığını arttırır.