Dimensions du moteur asynchrone avec charge sinusoïdale

[meccanicamg]

Voici une approche pour calculer le couple à la manivelle de votre mécanisme biella-manovella:
1. calcul de l ' accélération angulaire:* conversion des tours par minute en rayons par seconde: 1 min/60 s
* calcul de l'accélération angulaire: α = φ / t = 31,42 rad/s / 2,5 s φ 12,57 rad/s2
2. calcul de la force sur le piston:* détermination de la force nécessaire pour accélérer la masse: f = m
* calcul de l'accélération linéaire du piston: c'est une partie plus complexe car l'accélération du piston varie pendant la rotation de la manivelle. pour une estimation approximative, vous pouvez considérer l'accélération maximale du piston, qui se produit lorsque la manivelle est perpendiculaire à la bielle. vous pouvez utiliser une analyse de film plus détaillée pour un calcul plus précis.
3. calcul de la force tangentielle sur la poignée:* utilisation du rapport de transmission: la force sur le piston est transmise à la manivelle par la bielle. le rapport de transmission entre la force sur le piston et la force tangentielle sur la poignée dépend de la géométrie du mécanisme (longueur de la bielle et faisceau de la poignée).
* Calcul de la force tangentielle : f_tangenziale = f_pistone * (r_manovella / l_biella)
4. calcul du couple à la poignée:* définition du couple: le couple est le produit de la force tangentielle pour le rayon de la manivelle.
* calcul du couple: τ =
formule sommaire:
* = 2 μn / 60
*
* f = m
* f_tangenziale = f_pistone * (r_manovella / l_biella)
* τ = f_tangenous * r_manovella

commentaires:
* approximations: ce calcul fournit une estimation approximative de la paire. pour un résultat plus précis, il est nécessaire d'examiner l'analyse cinématique complète du mécanisme biella-manovella, en tenant compte de la variation de l'accélération du piston pendant la rotation de la manivelle.
* Autres facteurs: D'autres facteurs tels que le frottement, la masse de bielle et les pertes dans le mécanisme peuvent affecter le couple réel requis.

un calcul précis de l'accélération du piston dans un mécanisme biella-manovella nécessite une analyse plus approfondie de la cinématique.

Formules et considérations:pour déterminer l'accélération du piston à chaque instant, il est nécessaire de considérer la géométrie du mécanisme et la vitesse angulaire de la poignée.* Position du piston:
la position du (s) piston(s) par rapport au point mort supérieur peut être exprimée en fonction de l'angle de rotation de la manivelle et des longueurs de la bielle et de la manivelle:
(cos(γ) + √(l2 - r2sin2(γ))

* Vitesse du piston:
dérivé de la position par rapport au temps, vous obtenez la vitesse du piston:
v = ds/dt = φ * r * (sin(φ) + (r * sin(φ) * cos(φ) / √(l2 - r2sin2(φ)))

où γ est la vitesse d'angle de la manivelle.
* Accélération de piston:
en plus de donner la vitesse par rapport au temps, vous obtenez l'accélération du piston:
a = dv/dt = φ2 * r * (cos(φ) + (r * (cos2(φ) - sin2(φ)) / √(l2 - r2sin2(φ)) + (r3 * sin2(φ) * cos(φ)) / (l2 - r2sin2(φ)))^(3/2))

commentaires:
* complexité de l'équation: Comme vous pouvez le voir, l'équation d'accélération est assez complexe et contient des termes trigonométriques.
* variation de l'accélération: l'accélération du piston varie continuellement pendant la rotation de la manivelle, atteignant des valeurs maximales et minimales à certaines positions.
* graphiques : pour mieux afficher la variation de l'accélération dans le temps, il est utile de représenter graphiquement l'accélération selon l'angle de rotation de la poignée.

calculs numériques:
Pour obtenir des valeurs numériques spécifiques pour votre cas, vous pouvez :
* Remplacer les valeurs numériques: insérer les valeurs r, l, -- et -- dans les équations.
* utiliser un tableur: utiliser un programme comme excel ou un tableur en ligne pour calculer l'accélération pour différentes valeurs de .
* utiliser un logiciel de simulation: des logiciels tels que les programmes matlab ou cad peuvent être utilisés pour effectuer des simulations dynamiques du mécanisme et obtenir des graphiques détaillés de l'accélération.

Autres considérations:
* angle de rotation : l'angle de φ peut varier de 0 à 2 radiants pour un tour complet de la manivelle.
* unité de mesure: Assurez-vous d'utiliser des unités de mesure cohérentes (par exemple, compteurs pour les longueurs, radiants pour les angles et secondes pour le temps).
* approximations: dans certains cas, des approximations peuvent être utilisées pour simplifier les calculs, mais il est important d'évaluer la précision des approximations en fonction de l'application spécifique.

Faites tout avec excel et vous verrez que vous serez en mesure de suivre les graphiques dont vous avez besoin, puis à partir d'ici chevauchez la puissance/tours du moteur et couple/tours et vous évaluerez si c'est correct ou non.

Rappelez-vous que selon l'angle de départ, vous obtiendrez encore différents graphiques et couples pour commencer différents.

dans tout cela a été considéré dans la première approximation non affectée: friction et inertie.

construit la feuille de calcul de base vous pouvez l'enrichir avec de nouvelles considérations.

 

[Taipan95]

Bonjour.
Merci pour toutes vos considérations et contributions. J'ai créé une petite liste de matlabs où je suis allé insérer les équations du problème (l'allégo).
Fondamentalement, j'ai calculé l'accélération verticale du piston faisant la dérivée secondaire de sa position dans l'espace, position qui est paramétrée sur theta et phi (voir figure je mets au début du post). J'ai imposé le profil d'accélération et vers l'arrière j'ai déterminé, numériquement, la vitesse et l'angle de la manivelle. aussi l'angle phi a été paramétré par rapport à thêta, ainsi que par voie numérique ses dérivés ont été déterminés (vitesse et accélération).

A ce moment, j'ai écrit l'équation de masse* accélération = force du piston, que j'ai convertie en force tangentielle. Ceci, multiplié par le faisceau de manivelle, m'a donné la paire.

tracé des graphiques montrant: accélération angulaire de la manivelle (1), vitesse (2), angle cumulatif (3) [tutte in rad], et enfin le couple de conduite (4) [in Nm].

J'ai essayé de modéliser en solidworks un système très simple, et avec le module de mouvement je l'ai simulé en imposant le profil de vitesse de moi voulu (de 0 à 2,5s vous grimpez jusqu'à 300 tr/min, puis vous allez constante de 2,5s à 5s).

Comme vous pouvez le voir, les deux tendances sont identiques dans la forme et très similaires dans les valeurs (à moins de différences dues aux inerties, que dans mes comptes il n'y ait pas... friction n'est même pas dans les travaux solides).

Et nous revenons à ce que j'essayais d'expliquer dès le début du post, mais ça ne s'est peut-être pas bien passé à cause de moi... Pourquoi, pour déplacer ce système de 20 kg, j'ai besoin d'un couple de l'ordre de 400nm ? clairement ce n'est pas correct... la réponse que je me suis donnée est la suivante: parce que le système a une dynamique oscillante, si j'impose une tendance de vitesse instantanée comme en (3) je dois fournir un couple très élevé... cette tendance il n'y a pas de vitesse instantanée, mais il devrait être celle de la vitesse moyenne autour de laquelle j'ai les oscillations (et c'était ce que j'avais posté avant avec la ligne noire et le sinusoïde rouge).

 

[meccanicamg]

Bonjour.
Merci pour toutes vos considérations et contributions. J'ai créé une petite liste de matlabs où je suis allé insérer les équations du problème (l'allégo).
Fondamentalement, j'ai calculé l'accélération verticale du piston faisant la dérivée secondaire de sa position dans l'espace, position qui est paramétrée sur theta et phi (voir figure je mets au début du post). J'ai imposé le profil d'accélération et vers l'arrière j'ai déterminé, numériquement, la vitesse et l'angle de la manivelle. aussi l'angle phi a été paramétré par rapport à thêta, ainsi que par voie numérique ses dérivés ont été déterminés (vitesse et accélération).

A ce moment, j'ai écrit l'équation de masse* accélération = force du piston, que j'ai convertie en force tangentielle. Ceci, multiplié par le faisceau de manivelle, m'a donné la paire.

tracé des graphiques montrant: accélération angulaire de la manivelle (1), vitesse (2), angle cumulatif (3) [tutte in rad], et enfin le couple de conduite (4) [in Nm].

J'ai essayé de modéliser en solidworks un système très simple, et avec le module de mouvement je l'ai simulé en imposant le profil de vitesse de moi voulu (de 0 à 2,5s vous grimpez jusqu'à 300 tr/min, puis vous allez constante de 2,5s à 5s).

Comme vous pouvez le voir, les deux tendances sont identiques dans la forme et très similaires dans les valeurs (à moins de différences dues aux inerties, que dans mes comptes il n'y ait pas... friction n'est même pas dans les travaux solides).

Et nous revenons à ce que j'essayais d'expliquer dès le début du post, mais ça ne s'est peut-être pas bien passé à cause de moi... Pourquoi, pour déplacer ce système de 20 kg, j'ai besoin d'un couple de l'ordre de 400nm ? clairement ce n'est pas correct... la réponse que je me suis donnée est la suivante: parce que le système a une dynamique oscillante, si j'impose une tendance de vitesse instantanée comme en (3) je dois fournir un couple très élevé... cette tendance il n'y a pas de vitesse instantanée, mais il devrait être celle de la vitesse moyenne autour de laquelle j'ai les oscillations (et c'était ce que j'avais posté avant avec la ligne noire et le sinusoïde rouge).

les 400nm sont ceux qui correspondent au revers de la motion. A ce moment, à vitesse constante de manivelle, vous avez une tendance loin d'exercer la masse du piston. le piston va de l'avant à v max à zéro et soudain moins v max.
votre moteur ou le réducteur devra livrer 400nm.

taux de réduction:
= 1400/300 = 4,7

moteur 4 pôles n=1400rpm
couple moteur = 400/4,7 = 85nm
puissance mourir environ wm = 12,5kw

depuis 12.5kw il n'y a pas de prise 11kw qui est standard et nous l'utilisons avec les inversions ci-dessus s1. En fait, vous pouvez également utiliser un 7.5kw 4p avec la même logique.

Si vous préférez un moteur vectoriel, nous pouvons utiliser une base rpm plus haut 2000....3000rpm et ensuite utiliser une boîte de vitesses avec un rapport plus grand et plus facile à fournir.

avec des travaux solides déplacer le mécanisme et voir quelles positions correspondent aux pics de +/-400nm et poster l'image.

 

[meccanicamg]

exemple ce moteur de vitesse attaché représente un moteur de couture standard avec réducteur coaxial avec un moteur à 4 pôles et un rapport de réduction qui fait à peu près le même régime de sortie.

 

[Taipan95]

Je vous attache une capture d'écran d'un mécanisme très similaire (à moins que les inerties, mais pour l'instant ne les ignorons) qui a été montré pendant le cours que j'ai suivi.

comme vous pouvez le voir, simulée en mouvement de solidworks, la tendance de vitesse moyenne est exactement ce que vous voulez, mais instantanément il oscille autour de cette valeur (à l'intervalle entre 2100 et 1500, dont la moyenne est de 1800 [gradi al secondo] qui ne sont que 300 tr/min) au lieu d'être linéaire et précis comme les tendances que j'ai affichées avant en matlab.

s'il est connu, la paire requise est oscillante mais elle atteint jusqu'à 20nm (en laissant la valeur de point, en se concentrant uniquement sur le régime)... Comment est-ce possible ? l'ajustement avec onduleur me permet de faire ça ?

Je ne comprends pas comment il est possible que vous obteniez une telle différence de couple (400nm avec un profil de vitesse linéaire versus 20nm d'un oscillateur, dont la moyenne est ce qui m'intéresse mais pas la valeur instantanée... En fait, le profil de vitesse moyen est exactement comme celui que je voulais, il nous met environ 2s pour arriver au régime et de là va... J'accepte qu'il y ait des oscillations instantanément, c'est la moyenne dans le temps qui m'intéresse).

et cela justifie le fait que le moteur asynchrone piloté avec inveter, de cette application réalisée en réalité, est en plâtre à 1kw de puissance qui est bien différent de la 12kw que nous trouvons avec les comptes "manuels".

 

[meccanicamg]

J'ai peur de ne pas comprendre.
avec l'onduleur s'il est maître vous imposez ce qu'il doit faire et s'il est dans son courant il fait. ici vous pouvez définir un positionneur comme un axe et le contrôler.
si c'est esclave a une limite et bien sûr le système s'équilibre mais ne dépasse pas s1. va gagner lentement les inerties et plat viendra au régime.
Regardez que l'inertie du piston est ce qui rend la charge de couple au moteur... donc négligeable n'est pas.
puis je répète la question que vous n'avez pas répondu: sinus est l'inverse de mouvement quand la charge arrive au bas des extrêmes?
Si vous... L'accélération de l'inversion est pratiquement double. et cependant une belle manivelle a les accélérations du piston non linéaire et pas constante si le moteur tourne à vitesse constante.

 

[meccanicamg]

Profil linéaire ? profil oscillant? Quoi ?
Je pense que tu confonds des choses ou je n'obtiens plus rien.

 

[Taipan95]

J'essaie de m'expliquer mieux : dans les posts précédents, j'ai mis deux profils de vitesse, les deux similaires parce que de 0 à 2.5s illuminés puis de 2.5s je vais au régime... La seule différence est que l'un d'eux a des oscillations instantanées, mais sa valeur moyenne suit toujours cette tendance. a eu, le même mécanisme, mais sous réserve de ces deux lois a des valeurs de couple mobiles très différentes. Pourquoi ?

 

[Taipan95]

Plus précisément, je me réfère à ces deux profils de vitesse... au régime sont à la fois 300 tr/min, un seul est la valeur moyenne parce que instantanément a des oscillations tandis que l'autre est 300 rom ponctuels

 

[Taipan95]

Imaginons qu'ils nous montrent ces deux tendances de vitesse... dans notre application il n'est pas important que vous ayez un contrôle super précis sur la vitesse, tant que la moyenne respecte la tendance désirée (0 2.5s accelero, puis je prends au régime). devant ce petit détail, c'est-à-dire le fait que j'ai la moyenne qui respecte la tendance et non les valeurs ponctuelles instantanées, le couple requis baisse considérablement de sorte que le moteur à utiliser est beaucoup plus petit. Comment est-il possible que vous ayez juste quelques balançoires dans le profil de vitesse pour abaisser la paire autant?

 

[meccanicamg]

Aujourd'hui, j'ai réussi à faire des simulations avec Siemen Sizer. nous avons deux scénarios, mais toujours avec la même application mécanique: biella poignée avec 20 kg vertical. la géométrie que vous m'avez fourni la manivelle 175mm et la bielle 517mm.
2.5 pour commencer à partir d'un arrêt pour atteindre 300 tr/min à la manivelle 31,4rad/s et rampes avec 12,5m/s2.
servomoteur avec moteur à couple brushless haute densité, choisi automatiquement par ordinateur 1,82kw-3000rpm et i=10,53 réducteur.
comme vous voyez avoir une faible inertie et de couple exagérément même 4 fois le nominal vous faites ce que vous voulez avec les pics.
Moteurs asynchrones triphasés une cage d'écureuil. plus d'inertie et moins devront être appariés à utiliser. le sélecteur a choisi un 7,5kw -1308rpm et le réducteur i=4,36. pratiquement la solution que je vous ai donnée à la main.
Comme vous le voyez, il l'utilise également au-dessus de s1 pour gérer les pics de démarrage.
nous avons deux pics pour chaque réalisation de l'extrémité du piston, puis une demi-période du mouvement du piston.

comme vous voyez la théorie est toujours que, mais cela dépend de quel moteur vous avez disponible pour gérer la puissance moyenne de l'action je pense.

 

[meccanicamg]

Aujourd'hui, j'ai réussi à faire des simulations avec Siemen Sizer. nous avons deux scénarios, mais toujours avec la même application mécanique: biella poignée avec 20 kg vertical. la géométrie que vous m'avez fourni la manivelle 175mm et la bielle 517mm.
2.5s à partir d'un arrêt pour atteindre 300 tr/min à la manivelle 31,4rad/s et rampes avec 12,5 m/s2.

Servomoteur avec moteur à couple brushless haute densité, choisi automatiquement par ordinateur 1,82kw-3000rpm et i=10,53 réducteur.
Voir la pièce jointe 72165comme vous voyez avoir une faible inertie et de couple exagérément même 4 fois le nominal vous faites ce que vous voulez avec les pics.
Moteurs asynchrones triphasés une cage d'écureuil. plus d'inertie et moins devront être appariés à utiliser. le sélecteur a choisi un 7,5kw -1308rpm et le réducteur i=4,36. pratiquement la solution que je vous ai donnée à la main.
Voir la pièce jointe 72166Comme vous le voyez, il l'utilise également au-dessus de s1 pour gérer les pics de démarrage.
Voir la pièce jointe 72167nous avons deux pics pour chaque réalisation de l'extrémité du piston, puis une demi-période du mouvement du piston.

comme vous voyez la théorie est toujours que, mais il dépend de quel moteur vous avez disponible pour gérer la puissance moyenne Je pense à l'action.

le courrier incorrect pour l'accélération... il n'est pas m/s2 mais rad/s2.

n'est pas "je pense l'action" mais est "prestations".

Je suis désolé. J'écrivais sous la pluie qui a cassé le téléphone.

 

[Taipan95]

Puis-je vous demander où trouver la version de siemens sizer que vous utilisez ? J'ai essayé de le chercher sur le web, mais d'après ce que j'ai vu il a été intégré dans une sorte de nouvel outil de siemens, qui bien que j'ai essayé de télécharger mais il semble vraiment incompréhensible. . Je voudrais essayer de reproduire vos simulations

Une fois que je fais ça, peut-être que je m'arrête et qu'ils vont bien.

Je vous remercie.

 

[meccanicamg]

vous trouvez pour. après enregistrement. version 3.23.

 

[Esselle]

vous trouvez pour. après enregistrement. version 3.23.

J'ai cherché partout, mais le lien à télécharger n'est pas trouvé...

 

[Taipan95]

sur la page il dit qu'il a été intégré dans l'outil ti de siemens... et il y a le lien qui vous lie à la page tia tool.

le problème est que je suis outil n'est pas intuitif à utiliser, il semble assez complexe

 

[Esselle]

sur la page il dit qu'il a été intégré dans l'outil ti de siemens... et il y a le lien qui vous lie à la page tia tool.

le problème est que je suis outil n'est pas intuitif à utiliser, il semble assez complexe

Merci d'être arrivé, mais voir Siemens Siemens, ça m'a embrouillé. Il y a en effet tellement de fonctions, il doit être utilisé d'abord avec quelqu'un qui peut vous guider, je pense.

 

[Taipan95]

dans l'outil tia il y a une partie de "size drive with sizer" mais apparemment un enregistrement au portail siemens est nécessaire... vous devez entrer vos données personnelles et il est dit que si l'analyse des données est correcte, dans quelques jours vous serez autorisé à télécharger.

J'attends les mises à jour, en espérant que la procédure est la bonne.. .

 

[Esselle]

Vous pourriez essayer si le logiciel rockwell est plus sympathique pour vous.
puits de roche

 

[meccanicamg]

dans l'outil tia il y a une partie de "size drive with sizer" mais apparemment un enregistrement au portail siemens est nécessaire... vous devez entrer vos données personnelles et il est dit que si l'analyse des données est correcte, dans quelques jours vous serez autorisé à télécharger.

J'attends les mises à jour, en espérant que la procédure est la bonne.. .

jamais utilisé... dans les prochains jours je veux vraiment voir si cela peut être mieux que l'outil séparé que j'ai toujours utilisé.

Bien sûr même le tailleur seul... intuitif pour rien. Vous avez besoin de quelqu'un qui sait comment l'utiliser... ou vous devez être un opérateur électrique... mais si vous apprenez alors vous réalisez que c'est simple même si ce n'est pas intuitif.