W artykule podjęto zagadnienie odwzorowania przebiegu obciążenia wnoszonego przez mechanizmy urządzeń mechatronicznych małej mocy. Wskazano na wpływ zachowań hamulców elektromaszynowych i elektromagnetycznych ciernych, stosowanych do tych zadań, na dokładność odwzorowania oczekiwanego przebiegu zmian wartości momentu obrotowego w trakcie badań doświadczalnych. Przedstawiono charakterystyczne ich zachowania. Sformułowano zakres czynności, które powinien podjąć eksperymentator dokonując wyboru zespołu obciążającego do stanowiska badawczego układów napędowych małej mocy pracujących w stanach nieustalonych.
EN
The paper considers a problem of representing the course of load introduced by mechanisms of low-power mechatronic devices. There is shown the influence of the behaviour of electro-machine and electromagnetic friction brakes used for these purposes on the accuracy of representing the course of torque fluctuations expected during experimental studies. Specific features and behaviour of these brakes are presented. In the case of electromagnetic friction brakes, the course of fluctuations of the developed friction torque is influenced, besides variations of the value of the excitation current, by processes taking place within the magnetic circuit, especially within the powder film (wear products) located in its gap. Representation of load value quick variations enables usage of plate brakes. Correct selection of the friction unit material limits the wear of friction surfaces in this kind of brakes. In the case of applying electromagnetic units as a load, an influence of the rotational speed on the value of the developed torque has to be taken into consideration: for DC motors it is a linear dependency, and for eddy current and hysteresis brakes - a nonlinear dependency. Use of DC motors is connected with the developed torque minimal value, below which they cannot be used in experimental stations. On the other hand, in the case of using eddy current and hysteresis brakes, a significant value of the moment of inertia is introduced, putting an additional load on the tested drive unit. Furthermore, there is defined the scope of activities that should be undertaken while choosing a loading unit to be used in an experimental station for low-power drive systems operating in transient states.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podjęto zagadnienie odwzorowywania przebiegu obciążenia wnoszonego przez mechanizmy urządzeń mechatronicznych małej mocy. Poddano analizie zachowania silnika prądu stałego, hamulca histerezowego oraz wiroprądowego. Wskazano na wpływ zachowań hamulców elektromaszynowych na dokładność odwzorowania oczekiwanego w trakcie badań doświadczalnych przebiegu zmian wartości momentu obrotowego. Sformułowano zakres czynności, które powinien podjąć eksperymentator dokonując wyboru zespołu obciążającego do stanowiska badawczego układów napędowych małej mocy pracujących w stanach nieustalonych.
EN
This article investigates an issue of the projection of the load induced by the mechanisms of low-power mechatronic devices. Subject to analysis was the behavior of DC motor, hysteresis brake and eddy current brake. The study indicates the impact of electric brakes on the accuracy of the projection expected during the experimental study of the changes to the value of torque. The scope of actions were formulated that need to be taken by the researcher when choosing a loading system for the research station for the low-power drive systems working in transient state.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper considers a problem of representing load introduced by mechanisms of low-power mechatronic devices. There was determined an influence of the behaviour of electromagnetic friction brakes (which are applied for this purpose) on the accuracy of representing the variable of torque fluctuation as expected during experimental studies. Specific features and behaviours of disc and powder brakes were presented. Furthermore, the range of activities that should be undertaken before choosing a loading unit to be used in experimental stands for low-power drive systems (working in transient states) was defined.
PL
W artykule podjęto zagadnienie odwzorowywania przebiegu obciążenia wnoszonego przez mechanizmy urządzeń mechatronicznych małej mocy. Wskazano na wpływ zachowań hamulców elektromagnetycznych ciernych stosowanych do tych zadań na dokładność odwzorowania oczekiwanego w trakcie badań doświadczalnych przebiegu zmian wartości momentu obrotowego. Przedstawiono charakterystyczne zachowania elektromagnetycznych ciernych proszkowych i płytkowych. Sformułowano zakres czynności, które powinien podjąć eksperymentator dokonując wyboru zespołu obciążającego do stanowiska badawczego układów napędowych małej mocy pracujących w stanach nieustalonych.
W trakcie badań eksperymentalnych zachowań układów napędowych wymagane jest odwzorowywanie obciążenia mechanicznego wnoszonego przez napędzany przez nie mechanizm. Prawidłowy dobór do tych zadań zespołów hamujących jest niezwykle istotny z uwagi na dynamiczny charakter pracy mechanizmów małej mocy urządzeń mechatronicznych. W publikacji poddano analizie zachowania typowych układów napędowych małej mocy i wskazano korzystny sposób obciążania w trakcie badań ich zachowań w stanach zarówno ustalonych, jak i nieustalonych. Przedstawiono szczegółowe wyniki badań zachowań, uznanych za najkorzystniejsze, elektromagnetycznych hamulców ciernych. Przeprowadzona dodatkowo analiza procesów zachodzących w obszarze współpracy ciernej miała na celu ocenę możliwości kształtowania oczekiwanych zachowań takich hamulców w procesie odwzorowywania obciążenia.
EN
During experimental studies of the behaviour of a drive system, it is necessary to imitate the mechanical load imposed by the driven mechanism. A correct selection of braking devices is essential due to the dynamic character of the operation of low-power mechanisms applied in mechatronic systems. The publication analyses the behaviour of typical low-power drive systems and indicates an advantageous way of applying load while studying their behaviour, both in steady and non-steady states. The paper presents detailed results of experimental studies of the behaviour of electromagnetic friction brakes that are considered to be the most suitable. And additional analysis, pertaining to phenomena taking place in the friction region, aimed at evaluating the capacities of shaping the expected behaviours of such brakes in the process of imitating the load.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zachowania elektromagnetycznych hamulców ciernych proszkowych i płytkowych przeznaczonych do zadawania obciążenia w badaniach układów napędowych małej mocy. Wykazano, że na przebieg rozwijanego przez takie hamulce momentu będą miały wpływ zmiany wartości obrotowej oraz charakter narastania prądu wzbudzenia. Szybszą reakcją na pobudzenie charakteryzowały się hamulce płytkowe.
EN
The article presents the behavior of plate and powder electromagnetic friction brakes that are meant to introduce load in the research on low-power mechatronic devices. It has been showed that the course of torque developed in these kinds of brakes will influence the rotational speed value. It will be also significant in the increase of the field current. The plate brakes have reacted much faster on the stimulation reaction than the powder brakes.
Load torque is an important input while carrying experiments upon electrical drive systems either to support designing process or for identification purposes. Realisation of assumed functions of load during tests is limited by static as well as dynamic properties of loading system. The authors discuss characteristics of various systems in order to employ them in testing mechatronic drive systems. Results of some experiments are added.
PL
Jedną z ważniejszych wielkości wejściowych w badaniach elektrycznych układów napędowych jest moment obciążenia. Realizacja założonych przebiegów tego momentu jest ograniczona statycznymi i dynamicznymi charakterystykami układu obciążającego. W referacie poddano analizie wybrane systemy zadawania obciążeń pod kątem ich przydatności w badaniach mechatronicznych układów napędowych. Rozważania zilustrowano wynikami eksperymentów.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule dokonano analizy zjawisk mogących wystąpić w zespole ciernym hamulca elektromagnetycznego, wykorzystywanego w charakterze sterowanego obciążenia. Wykazano, że z uwagi na mnogość i charakter tych zjawisk trudne jest stworzenie dokładnego modelu matematycznego zmian wartości momentu rozwijanego przez taki hamulec. W niektórych przypadkach zastąpić można go transmitancją wyznaczoną na podstawie odpowiedzi hamulca na standardowe wymuszenia.
EN
The research led by the author indicated, that mathematical models of electromagnetic friction brakes presented in literature can't be used in the process of modelling of load in diagnostics of low-power driving systems. In the article, author tries to describe processes, that take place in friction system elements of such brake. The aim was especially to indicate the influence of magnetic field on tribological processes in ferromagnetic materials. The results of this research show, that: - Due to complexity of processes taking place in friction systems of electromagnetic brakes, it is not useful to take their mathematical models from literature directly; more reliable are transmittances calculated on basis of experiments. - It is difficult to create exact mathematical models of brakes without analysis and description of processes taking place in friction area, as well in macro- as in microscale. The value and the characteristics of magnetic field alternations have impact on the course of processes taking place in this area. - Use of plate breaks for modelling of load caused by powered by mechanisms mechatronic driving system, makes it necessary to grind in its mating. It is useful to lead this process directly in brake, in presence of pulse magnetic field. It is also useful, if one of ferromagnetic elements of friction pair is not made of armco iron.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The rotation to pulse converter has been designed for measurement of angular shifts, speed and shaft acceleration. Measurement is based on counting angularly spaced increments. The increment pattern is placed on a glass disk in the form of light transmitting and opaque sectors. Two focused beams of light are used to read grating movement. The signal is analysed by two optoelectronic systems shifted by half-increment in respect to each other. A metrological fesibilities of the prototype are analysed. The proposed converter is especially predestinated for low moment of inertia and high rotationalspeed measurement.
PL
Opracowano przetwornik obrotowo-impulsowy przeznaczony do pomiaru przemieszczeń kątowych, a pośrednio także prędkości i przyspieszeń wirujących wałów. Istotą rozwiązania jest zogniskoanie dwu wiązek światła, każda o przekroju mniejszym niż pół okresu (podziałki) znaczników na tarczy wzorca. Podczas obrotu tarczy obie wiązki światła przechodząc przez wzorzec padają na fotodetektory, modulując ich napicie wyjściowe. Zastosowano dwa fotodetektory przesunięte o pół podziałki znaczników, zwiększając czterokrotnie rozdzielczość i umożliwiając detekcję kierunku obrotu. Przetworniki charakteryzują się małym masowym momentem bezwładności rotora i rozdzielczością do 4000 imp./obr. Przebadano i przeanalizowano właściwości metrologiczne prototypów. Zaproponowany przetwornik jest szczególnie predystynowany do pomiarów wymagających małego momentu bezwładności oraz dużej prędkości obrotowej.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie wykazano, że sprzęgnięcie badanych zespołów napędowych z układami pomiarowymi i obciążającymi w stanowiskach diagnostycznych determinuje wiarygodność rejestrowanego przebiegu momentu obrotowego. Przedstawiono wpływ momentomierzy i hamulców elektromaszynowych na możliwość kształtowania pożądanego przebiegu tej wielkości.
EN
The paper demonstrates that coupling of tested drive units with measuring and loading system in diagnostic stations determines accuracy of recorded torque changes. Influence of torquemeter and electromagnetic brakes on ability to shape desired course of torque is also presented.
A simulation analysis for the evaluation of applicability electromagnetic friction brakes in diagnostic stations as modules for loading drive systems has been carried out in the paper. Transfer functionsfor plate and powder brakes have been determined using experimental data. The functions have been then verified in computer simulation studies.
PL
Wykorzystanie technik mikrokomputerowych do wyznaczania właściwości hamulców elektromagnetycznych ciernych. W artykule dokonano analizy mozliwości wykożystania metod symulacyjnych do oceny zasadności stosowania elektromagnetycznych hamulców ciernych w stanowiskach diagnostycznych w charakterze zespołów obciążających badane układy napędowe. Wykorzystując dane eksperymentalne wyznaczono funkcje przenoszenia hamulca proszkowego i płytkowego, które następnie zweryfikowano w badaniach symulacyjnych.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper analyses an approach with DC coreless motors employed for braking small-power mechatronic drive systems at test stations. Mathematical models for the systems under test have been proposed and then employed for simulation investigation. Deviation of the output torque from an ideal one has been used as a criterion for best performance of the systems under test.
PL
W pracy dokonano analizy możliwości wykorzystania bezrdzeniowych silników prądu stałego do obciążania mechatronicznych zespołów napędowych małej mocy w stanowiskach diagnostycznych. Zaproponowano modele matematyczne analizowanych obiektów, które następnie wykorzystano w badaniach symulacyjnych. Jako kryterium oceny analizowanych układów przyjęto przebieg odchylenia rozwijanego przez układ momentu obrotowego w odniesieniu do momentu idealnego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.