محاسبه گشتاور لازم برای دمپر فنها

[sadeghshah]

سلام ، برای کنترل دبی فن ها از دمپردر ورودی استفاده می شود. گشتاور لازم برای انتخاب اکچویتور در دمپرهای IGV و دمپرهای Butterfly چگونه محاسبه می شود؟

[rohamavation]

عملگر یا اکچويتور (actuator) در يک لوپ کنترلی به صورت ساده به ابزاری اطلاق می‌شود که یکی از صورت‌های انرژی را به حرکت از نوع دورانی یا طولی تبديل می‌کند و باعث اعمال نيرو می‌شود. به عبارت دیگر اکچوئيتور تجهيز الکتریکی یا پنوماتیکی یا هیدرولیکی یا دستی است که انرژی را تبديل به حرکت دورانی یا طولی می‌کند.
گشتاور مورد نیاز (LbIn) = ناحیه دمپر (Ft2) * ضریب گشتاور * ضریب گشتاور
Required Torque (LbIn) = Damper Area (Ft2) * Torque Factor * Torque Factor ( )
Ts = Cs D^2
آیا می توان گشتاور عملگرهای پره دوار پنوماتیکی را محاسبه کرد؟
یک محرک پنوماتیک چرخشی استفاده شد.
همچنین شبیه محرک های پنوماتیک پره ای Kinetrol است.
من یک سوال دارم که فرمول گشتاور چنین محرکی بسته به فشار چیست؟
و آیا محدودیتی در زاویه چرخش چنین درایوی وجود دارد؟
من یک سوال دارم که فرمول گشتاور چنین محرکی بسته به فشار چیست؟
گشتاور نیرو بر اساس فاصله است، بنابراین در این مورد من شک دارم که باید یک انتگرال انجام دهید. بیایید فرض کنیم که پره دارای عرض ثابت، w است
، حداقل شعاع، R1 و حداکثر شعاع، r2 . فشار P است (و نیرو در واحد سطح در واحدهای انتخابی شما است).
$T = \int^{R_2}_{R_1}Pwr\ dr = Pw\int^{R_2}_{R_1}r\ dr$
اگر محاسبات ریاضیات من تا اینجا درست باشد، این باید درست باشد
$T = \frac {Pw}{2}(R_2^2 - R_1^2)$
و آیا محدودیتی در زاویه چرخش چنین درایوی وجود دارد؟
آره. فله زرد به 90 درجه محدود می شود زیرا پره به ریخته گری برخورد می کند. واحد فستو نیز محدودیت های مشابهی خواهد داشت.
به یاد داشته باشید که نیرو برابر است با فشار بر ناحیه. در مورد خاص شما تنش تنش برشی از گشتاور است که می‌تواند در فاصله r از مرکز با معادله زیر محاسبه شود (به شرطی که هنوز در ناحیه الاستیک/خطی باشید): $\tau = \frac{M}{I_p} r$ جایی که: $\tau$ تنش برشی است M گشتاور است
r شعاع است $I_p$ گشتاور قطبی اینرسی است اگر تنش برشی دارید، می توانید نیروی F را که بر یک ناحیه کوچک وارد می کند به صورت زیر محاسبه کنید:
$dF(r) = \tau(r) dA$ این مساحت کوچک را می توان به صورت$dA = L_e\cdot dy$ محاسبه کرد ، بنابراین
$dF(r) = \tau(r) L_e dy$ سپس باید از$r = \sqrt{(R-y)^2 + (0.5 \cdot b)^2}$ استفاده کنید.
:بنابراین: $dF(y) = \frac{M}{I_p} \sqrt{(R-y)^2 + (0.5 \cdot b)^2} L_e dy$
اکنون، شما یک معادله نیروی F نسبت به y دارید و می توانید حساب باقی مانده را اعمال کنید.
در پایان شما قادر خواهید بود تا روی y1 به y2 ادغام شوید
به طور کلی این روش خسته کننده است و دارای مفروضات و خطاهای گرد کردن زیادی است. لیست زیر قطعی نیست:
محاسبه ممان اینرسی قطبی.
گشتاور قطبی اینرسی را می توان به راحتی برای یک دیسک دایره ای Ip=π2r4 محاسبه کرد
اما با سوراخ کلید همه چیز کمی پیچیده می شود.
تمرکز تنش در گوشه ها
در نزدیکی گوشه سوراخ کلید، تمرکز تنش وجود خواهد داشت که بسته به شعاع خواهد بود و نمی توان آن را به طور دقیق پیش بینی کرد، بنابراین خطا افزایش می یابد.
اکچویتور Actuator عملگر تجهیز یک کنترلر است که دستور کنترلی را به اجرا در میاره. در واقع یک دستور برقی را با استفاده از یک منبع تغذیه به یک عمل مکانیکی تبدیل می­‌کنه. این عمل مکانیکی باید ویژگی­ هایی داشته باشه به اندازه کافی سریع باشه، دقیق باشه و حداقل انرژی ممکن را لازم داشته باشه.اکچویتور یا عملگر (Actuator) بخش مهمی از تجهیزات ابزار دقیق به حساب میاد که وظیفه آنان در سیستم کنترلی، تبدیل سیگنال کنترلی به سیگنال فیزیکی مورد نیاز فرآینده به عنوان مثال برای تغییر وضعیت یک شیر از حالت باز به بسته و برعکس نیاز به یک حرکت داریم که این حرکت توسط اکچویتور انجام می شود و برای همین هم به اکچویتور ها محرک نیز میگیم محرک های چرخشی ...
محرک های هیدرولیک ...
محرک های پنوماتیکی. ...محرک های چرخشی انرژی پنوماتیک، هیدرولیک یا الکتریکی را به چرخش مکانیکی تبدیل می کنند. محرک های چرخشی پنوماتیک از فشار هوای فشرده برای ایجاد حرکات چرخشی نوسانی استفاده می کنند. دو نوع متداول ترین پیکربندی محرک های دوار پنوماتیک شامل پیکربندی قفسه و پینیون و پره است.
محرک های الکتریکی ...
محرک های حرارتی و مغناطیسی ...
محرک های مکانیکی ...
محرک های پلیمری فوق سیم پیچ.
Actuator دستورات کنترلی را با کنترل پارامتر اندازه گیری شده اجرا می کند اما اکچویتور چیست؟ در واقع اکچویتور ها عملگران سیستم ما هستند.
تو قسمتهای هواپیما عاشق این هستم البته تو هر وسیله ای هست تو هوافضا بری کنترل شیرها و پمپها خیلی کاربرد داره کنترل بالها کلا معرفی کنم عملگر یا اکچويتور (actuator) در يک لوپ کنترلی به صورت ساده به ابزاری اطلاق می‌شود که یکی از صورت‌های انرژی را به حرکت از نوع دورانی یا طولی تبديل می‌کند و باعث اعمال نيرو می‌شود. به عبارت دیگر اکچوئيتور تجهيز الکتریکی یا پنوماتیکی یا هیدرولیکی یا دستی است که انرژی را تبديل به حرکت دورانی یا طولی می‌کندمن باید بفهمم آیا راهی برای دستیابی به حداقل 60 هرتز حرکت خطی با حداقل 5 میلی متر حرکت وجود دارد که قصد دارم دستگاه بینایی را پایدار کنم (نه چرخان) باید تا حد امکان کوچک و سبک باشد. (شاید 50 میلی متر طول و 10-15 میلی متر قطر یا اطراف آنها) (کمتر از 500 گرم) بار حدود 50 گرم خواهد بود. سیم پیچ های صوتی وجود دارند می توانم به عنوان مثال از شیر برقی استفاده کنم یا شما چه چیزی را توصیه می کنید؟
محرک حرکت
چند دستورالعمل برای کمک به جستجو:
حداکثر جابجایی: +/- 5 میلی متر. فرکانس: 60 هرتز = 377 راد بر ثانیه.
حالا مقداری ریاضی:
$x = 0.005 \sin{(377 t)} \\
v = (377)(0.005) \cos{(377 t)} \\
a = -(377^2)(0.005) \sin{377 t)} \\$
سپس، مقادیر حداکثر در هر جایی است که تابع تریگ خاص برابر با 1 باشد، بنابراین:
$x_{\mbox{max}} = 0.005 \mbox{m}\\
v_{\mbox{max}} = 1.9 \mbox{m/s}\\
a_{\mbox{max}} = 710 \mbox{m/s}^2 \approx 72 \mbox{g}\\$
اکنون، F=ma، بنابراین پیک نیرویی که اعمال می‌کنید این است:
$F = ma \\
F = (0.3)(710) \\
F = 213 \mbox{N} \\$
اوج قدرت نیرو ضربدر سرعت است.
$P = (213)(1.9) \\
P = 405 W \\$
طبق دستورالعمل شما، شما می خواهید (من فرض می کنم) استوانه ای با طول 0.05 متر و قطر 0.01 متر. این به این معنی است که حجم (تقریبا)
$V = Ah \\
V = \pi r^2 h \\
V = \pi (0.005)^2 (0.05) \\
V = 0.00000393 \mbox{m}^3 \\
V = 0.00393 \mbox{liters} \\
V = 3927 \mbox{mm}^3 \\$
اکنون، می‌توانید چگالی توان را بررسی کنید و ببینید که 405 وات اوج قدرت در فضای 0.00393 لیتری یا چگالی توانی در حدود [خطای پردازش ریاضی] یا تقریباً چگالی توان موتور فراری می‌خواهید.
فاصله بین محرک خطی و پنل خورشیدی لولایی چقدر است
n در حال طراحی یک پنل خورشیدی هستم که می تواند توسط یک محرک خطی در زیر آن بلند شود، تصویر ایده من را به خوبی نشان می دهد، اما هنوز نمی توانم محاسبه کنم که محرک خطی چقدر باید از نقطه لولایی پنل خورشیدی فاصله داشته باشد. . می دانم که نیروی محرک من 1500 نیوتن است، بنابراین می خواستم ریاضیات و فرمول ها فاصله بین آن نقاط را محاسبه کنم، جایی که می توانم چرخش پانل خورشیدی را حدود 80 درجه، حداکثر بیشتر کمتر از 80 و حداقل یک را انجام دهم. 0 درجه در مقایسه با زمین، اما همچنان قادر به بلند کردن آن با 1500 نیوتن نیرو است. من می دانم که فرمول نیروی فشار محرک در این مورد F = 2mg/tan (زاویه محرک و کف)-tan (زاویه نقطه لولایی پنل خورشیدی) است.
شما به یک نمودار بدنه آزاد نیاز دارید که تمام نیروهای وارده را توصیف کند، به عنوان تابعی از شیب پانل، θ. شما همچنین باید مکان مرکز جرم و همچنین مکان جایی که نیروها در آنجا عمل می کنند را توضیح دهید.
فرض کنید فواصل a و b را در بالا می‌دانید، وقتی پانل صاف است، واقعی در فاصله a+b از محور قرار می‌گیرد. در این پیکربندی هیچ مقدار نیرویی پانل را بلند نمی کند مگر اینکه نیروی محرک F بالای محور باشد.
به طور کلی، با زاویه شیب θ، محرک مقداری را جابجا می کند
$x =a + b - a \cos \theta - \sqrt{b^2-a^2 \sin^2 \theta} $اکنون پایه کوچکی که روی پانل به سمت بالا فشار می آورد، یک عضو دو نیروی (بدون بارگذاری جانبی) است که به معنای بار ترکیبی F و $B_y $در طول آن است. یا، پینی که پانل را به سمت بالا هل می دهد، گشتاور صفر اعمال شده از پایه است.
این زمانی اتفاق می افتد که
${ B_{\rm y}}{F} = \tan^{-1} \left( \frac{a}{b} \sin \theta \right)$
اکنون معادلات موازنه نیرو هستند
$frac{ B_{\rm y}}{F} = \tan^{-1} \left( \frac{a}{b} \sin \theta \right)$و تعادل گشتاور در پیوت است
$(a+b-x) B_{\rm y} - \tfrac{L}{2} m g \cos \theta = 0 $
تمام معادلات فوق (4 معادله و 4 مجهول) نیروی محرک مورد نیاز را به دست می دهند$boxed{ F = \tfrac{L}{2} m g \frac{ \cos \theta \sqrt{b^2-a^2 \sin^2 \theta}}{a ( a+b-x) \sin \theta} }$
توجه داشته باشید که اوج بار زمانی اتفاق می افتد که در حداقل زاویه ای که مکانیسم در آن قرار می گیرد.
شما می توانید نیرو را در زوایای کوچک به صورت تقریبی تخمین بزنید
$F \approx \tfrac{L}{2} \frac{b \,m g}{a(a+b) \sin \theta}$
برای یافتن ترکیب a، b و θ که با محرک شما مطابقت دارد، از موارد بالا استفاده کنید.
انواع اکچویتور (Actuator) از منظر عامل حرکت
از نگاه زاویه چرخش می توان اکچویتور را به دو دسته زیر تقسیم کنیم
اینرسی به شفت موتور اشاره دارد
آیا این معادله برای یک موتور سیستم مکانیکی معین معتبر است؟
من می خواهم که باکس اینرسی کل را می توان به صورت بیان کرد
$\{1}{2}J'_m\omega^2=\frac{1}{2}J_m\omega^2+\frac{1}{2}mv^2.$
ممان اینرسی معادل به شفت موتور $J'_m$ است
.این را استادم گفته است فکر می کنم اینجا مشکلی وجود دارد. من در این مورد تردید دارم زیرا نمی توانیم در مورد اضافه کردن هر دو عبارت و ارجاع آنها به عنوان اینرسی کل به شفت موتور صحبت کنیم.
. این گشتاور جرمی معادل اینرسی نامیده می شود و اغلب در مسائل دینامیک سیستم برای ساده کردن چیزها استفاده می شود.
در مورد شما اینرسی معادل$J'_m$
با معادله داده می شود
$J_m^\prime = \left[\frac{1}{2}J_m \omega^2 + \frac{1}{2} m v^2\right]\left[\frac{2}{\omega^2}\right]$یا
$J_m^\prime = J_m + m \left(\frac{v}{\omega}\right)^2$اگر گیج شده‌اید، به این شکل فکر کنید: اینرسی در واقع معیاری است که نشان می‌دهد چقدر انرژی برای کند کردن یک جسم متحرک تا توقف نیاز دارد. توجه داشته باشید که این تنها در صورتی کار می کند که گیربکس بدون تلفات وجود داشته باشد.
اگر هنوز شک دارید، گشتاوری را که موتور باید برای یک شتاب زاویه ای معین$\alpha$ تولید کند، تعیین کنید.
. باید دریابید که$T_m = J_m \alpha + rma/n$
، جایی که r شعاع درام و n ضریب دنده است است. جایگزینی$\alpha r/n$
برای $a$ و هر دو ضلع را بر$\alpha$ تقسیم می کنیم
بازده - $\frac{T_m}{\alpha} = J_m + m \left(\frac{r}{n}\right)^2$که معادل عبارتی است که در بالا یافتیم.
نادیده گرفتن اینرسی در چرخ دنده ها و درام، با فرض نسبت دنده 1، و نشان دادن شعاع درام با r
، انرژی جنبشی کل سیستم است
$T=\frac{1}{2}J_m\omega_m^2+\frac{1}{2}m v^2=\frac{1}{2}J_m\omega_m^2+\frac{1}{2}m r^2\omega_m^2=\frac{1}{2}(J_m+mr^2)\omega_m^2$بنابراین ممان اینرسی معادل $J_m+mr^2$ است