4. Převod: co dělá s momentem a setrvačností
Převodovka s poměrem i (redukce, i > 1) dělá tři věci, a ta třetí je ta zajímavá:
Moment klesá s i, ale setrvačnost s i². Právě proto se u dynamických os volí větší převod, než by na samotný moment stačil — kupuje se tím ovladatelnost, ne síla.
Poměr setrvačností
Číslo, které rozhoduje, jestli se to dá vyladit:
- 1 : 1 až 5 : 1 — regulace je snadná, systém snese vůli i poddajnost.
- do 10 : 1 — běžné a v pořádku u tuhého spojení.
- nad 10 : 1 — regulátor „vidí“ zátěž víc než motor; s pružným řemenem nebo vůlí v převodovce začne osa kmitat a zesílení musíš stáhnout.
Výrobci krokových motorů uvádějí jako absolutní strop zhruba 30 : 1, ale to je mez funkčnosti, ne doporučení.
Optimální převod
Moment potřebný na motoru má dva členy, které jdou proti sobě:
Položením derivace nule vyjde:
Bez odporového momentu a beze ztrát se to zredukuje na učebnicové i = √(JL/Jm) — a v tom bodě je redukovaná setrvačnost zátěže přesně rovna setrvačnosti rotoru. Přizpůsobení setrvačností tedy není pravidlo, které se do výpočtu vkládá; je to jeho výsledek.
Účinnost má směr
Ztráty vždycky brzdí pohyb, ne motor. Když motor pohání zátěž, dělí se momentem η. Když ale zátěž pohání motor — při brzdění nebo spouštění břemene — se jím násobí, protože tření teď motoru pomáhá. Většina tabulek dělí η vždycky; je to konzervativní při rozjezdu a nesprávné při brzdění. Tenhle solver rozlišuje směr toku výkonu.