Problemi di cogging e ondulazione di coppia

I problemi di cogging e ondulazione di coppia sono piuttosto comuni e spesso difficili da risolvere.

La coppia di coggingè definita come l'attrazione/interazione tra i poli magnetici e i denti (struttura in acciaio) delle lamine all'interno di un motore non sotto tensione.

L'ondulazione di coppiaè definita come la varianza della coppia del motore sotto tensione con una corrente costante. Sono correlate a livello di posizione indipendentemente dalla grandezza o dalla direzione, ma la coppia di cogging di solito non è inclusa tra le specifiche dei servomotori.

Per applicazioni che richiedono il funzionamento di motori ed azionamenti in modalità di coppia, ovvero in cui è auspicabile ottenere una coppia o una forza risultante costante attraverso un meccanismo e in cui tale processo è influenzato dalle forze di cogging tra i poli magnetici e i denti delle lamine, le forze di cogging possono essere ridotte al minimo per un dato motore adottando le seguenti misure:

1. Creazione di un segnale di retroazione della coppia/forza applicata al processo fisico ed invio di tale segnale di retroazione ad un punto di sommatoria con il segnale di comando all'interno dell'azionamento (programmazione azionamento: AKD; AKD dispone di un ingresso analogico dedicato).

2. Se non è possibile misurare la coppia/forza applicata al processo fisico con un trasduttore di retroazione, si potrebbero comunque ridurre al minimo gli effetti del cogging sul processo mappando le forze di cogging del motore ed applicando un algoritmo di compensazione alla forza di cogging del motore in funzione della posizione del rotore, Tmodificando in tal modo efficacemente il comando di sommatoria degli ingressi per ridurre gli effetti di cogging sul processo all'interno dell'azionamento.

Tuttavia, per problemi di ondulazione di coppia ed eventuali riduzioni desiderate, rispondere è più difficile poiché si tratta della varianza di coppia di un motore sotto tensione. Ad esempio, quando una varianza di coppia di cogging esercita un'attrazione, un motore sotto tensione viene respinto dagli stessi poli, e tale varianza può essere o meno correlata alla grandezza. L'ondulazione di coppia in sé è tipicamente superiore a quanto desiderato; tuttavia, se il funzionamento è in modalità velocità e/o posizione, il circuito di velocità elimina l'ondulazione di coppia attraverso il segnale di retroazione del motore sommato al segnale di comando

Quando il guadagno del circuito di velocità (larghezza di banda) è sufficientemente elevato da controllare le componenti principali dell'ondulazione di velocità, la coppia di cogging non dovrebbe avere effetti mentre l'ondulazione di velocità può essere quasi del tutto eliminata. Tuttavia, quando il guadagno del circuito di velocità (larghezza di banda) è sufficientemente elevato da controllare le componenti principali dell'ondulazione di velocità, sono molti i valori di sistema come: inerzia, cedevolezza, gioco, larghezza di banda del circuito di velocità, risoluzione e precisione della retroazione, velocità o altro, che possono contribuire all'effetto non desiderato.

Dispositivi di retroazione ad alta risoluzione rappresentano un vantaggio notevole per ridurre al minimo l'ondulazione di coppia in applicazioni servoassistite. La coppia di cogging in applicazioni non servoassistite può essere un problema molto più grande che nel caso delle applicazioni servoassistite per la mancanza di retroazione.

Quali sono i vostri problemi relativi al cogging e alla coppia? Parlatecene qui o contattateci: insieme al vostro team cercheremo di risolvere anche i problemi più complessi.