여러 모터로 단일 샤프트를 구동하는 효과적인 방법?

"더 큰 모터를 사용하지 않는 이유"질문에서 벗어나기 위해, 나는 약간의 부드러운 기계 / 하드웨어 배경을 가진 FTC (First Tech Challenge) 로봇 팀의 고등학교 멘토입니다. 그들은 특히 모터 사용이 허용되는 것에 다소 제한되어 있습니다. 최대 8x 1.5 ft-lb 12v DC 모터, 최대

올해 그들은 더 많은 리프팅 파워가 필요하다는 문제를 겪었습니다. 기어링이 도움이 될 수 있었지만, 리프트를 얻기 위해서는 많은 속도가 필요했습니다. 매우 짧은 (~ 2 분) 경쟁에서 자주 위아래로 움직일 필요가있었습니다.

내가 생각한 가능성 (아직 혼란 스러울 시간은 없었지만, 나보다 엔지니어들로부터 더 나은 정보를 얻으려고 노력하고 있습니다.)

샤프트에 동일한 기어를 직접 구동하는 두 개의 모터를 갖는 것이 첫 번째 명백한 대답처럼 보이지만 오류가 발생하기 쉽습니다 (동기화 및 연삭 가능성).
구동 샤프트에서 2 개의 개별 풀리를 구동하는 2 개의 모터는 이론적으로 기어 걸림 문제없이 동력을 얻어야합니다.

나는 아이들에게 실험과 테스트를 할 계획이지만 ME 경험이 매우 약하므로 입력을 요구하고 있습니다.

— trycatch
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모터가 축을 끝까지 통과하는 경우, 기어링없이 축과 축 (공통 축)으로 모터를 연결할 수 있습니다.

— SF.

답변:

차동 정확하게 당신이 제안하는 일을 할 수 있도록 설계된 기계 장치이다. 두 모터가 약간 다른 속도로 회전하면서 전력을 결합 할 수 있습니다. 차동 장치의 가장 일반적인 용도는 하나의 엔진에서 두 바퀴에 동력을 공급하는 동시에 바퀴가 다른 속도로 회전 할 수 있도록하는 자동차의 구동 트레인에 있습니다. .

— 크리스 뮬러
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환상적입니다. 조사해 보겠습니다. :)

— trycatch

"Around the Corner"라는 제목의 Chevrolet의이 고전적인 1930 년대 영화 단편을 확인하십시오. 이 비디오는 내가 찾은 차동 장치에 대한 가장 간결하고 간단한 설명입니다. 차이를 유발하는 문제뿐만 아니라 간단한 증분 조정으로 인해 차동 기어가 어떻게 나타나는지 설명합니다. youtu.be/F40ZBDAG8-o

— Paul

@Paul 그것은 그것이 어떻게 작동하는지에 대한 훌륭한 명확한 설명입니다. 링크 주셔서 감사합니다.

— Chris Mueller

기계식 차동 장치가 원하는 것을 수행하지만 실제로는 필요하지 않습니다.

동일한 샤프트에 두 개의 동일한 전기 모터를 함께 연결할 수 있습니다. 처음에는 동기화 문제가 없기 때문에 "동기화 해제"가 없습니다. 두 모터를 동일하게 구동하면 두 모터가 거의 동일한 토크로 발전합니다. 하나는 다른 것보다 약간 더 많은 토크를 갖지만 두 토크는 여전히 더해집니다. 약간의 불일치로 인한 피해는 없습니다.

최악의 경우 한 모터를 완전히 운전하고 다른 모터를 전혀 운전하지 않습니다. 구동되지 않은 모터는 전기 연결이 열려있는 한 샤프트에 약간의 마찰 하중을가합니다. 부하없이 샤프트 속도로 회전 할 수 있도록 각 모터를 충분히 강하게 구동하면 속도가 느려지지 않습니다. 하나는 샤프트에 토크를 추가하고 다른 하나는 드래그를 추가하려면 두 모터를 크게 다르게 구동해야합니다.

이것은 모터 속도를 조절하려고하는 폐 루프 컨트롤러가없는 것으로 가정합니다. 컨트롤러가 모터의 유효 등가 전압 만 변경하는 한 두 모터를 직접 연결하는 것이 좋습니다.

— 올린 라스 롭
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흠, 정말? 어쨌든 최악의 경우는 X rpm에서 작동하는 모터 하나와 두 개의 분수의 비 힘으로 작동하는 모터와 같은 것으로 생각되어 치아가 때때로 만나거나 무언가가 발생합니다. 그러나 나는 더 높은 동력의 모터가 계속해서 물건을 밀어 넣을 것이라고 생각합니까?

— trycatch

@tryc : 두 모터를 같은 샤프트에 연결하면 항상 같은 속도로 작동합니다. 샤프트 커플러를 사용할 때 기어 톱니가 이것과 어떤 관련이 있는지 모르겠습니다. 두 모터 사이에 기어가 필요하지 않습니다. 주어진 속도에서 유일한 문제는 모터가 샤프트에 얼마나 많은 토크 (양 또는 음)를 가하는가입니다. 동일한 모델의 모터를 전기적으로 연결하면 동일한 전압과 속도에서의 토크가 거의 비슷해집니다. 하나가 다른 하나의 80 %라고해도 모터를 최적으로 사용하는 것 외에는 실제적인 피해가 발생하지 않습니다.

— Olin Lathrop

모터가 영구 자석 DC 유형이고 동일한 명판을 갖지만 (제조 불일치로 인해) 특성이 다른 경우 병렬보다 직렬로 연결하는 것이 좋습니다. 이는 모터가 발전기로 작용하여인가 된 전압으로 극복해야하는 백 전압을 생성하기 때문입니다. 예 : 2 개의 모터, 하나는 일정 속도에서 백 전압 10V, 다른 하나는 백 전압 11V입니다. 둘 다 저항이 1 옴입니다. 12V 전원 공급 장치에 연결하고 모터 A 드로우 (12-10) / 1 = 2 암페어, 모터 B 드로우 (12-11) / 1 = 1 암페어에 연결하십시오. 토크는 전류에 비례하므로 모터마다 전류 / 토크가 다릅니다.

— Level River St

대신 2 개의 공칭 6V 모터를 선택하고 직렬로 연결하여이 문제를 피할 수 있으므로 각 모터를 통해 동일한 전류를 가져야합니다 (따라서 사실상 동일한 토크). 두 경우 모두 한 모터의 고장이 다른 모터에 어떤 영향을 미치는지 고려해야합니다.

— Level River St

"샤프트 커플러를 사용할 때 기어 이가 이와 어떤 관련이 있는지 모르겠습니다." 오. 오. 나는 그들이 같은 샤프트를 직접 운전하는 것에 대해 생각조차하지 않았다. 제 생각에는 모터 A 기어 구동-> 샤프트의 기어 <-모터 B 기어 구동 그리고 하나의 기어가 샤프트의 기어와 미끄러 져 동기화되지 않아 연삭 / 캐칭이 발생할 가능성이 있습니다.

— trycatch

두 모터를 연결하는 것은 문제가되었습니다. 그들은 그들 사이의 전류 소비와 균형을 모니터링함으로써 둘 사이의 균형을 잡을 것입니다. 두 개의 모터를 결합하는 것은 더 이상 서로 결합 할 수있는 디지털 드라이브의 출현으로 더 이상 문제가되지 않습니다. 이것은 잭 샤프트와 두 샤프트의 오래된 커플 링을 해결합니다.

— 사용자 14175
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