MODELOWANIE STRAT MOCY W SILNIKACH ROBOTA FANUC AM100iB ORAZ W JEGO SYSTEMACH ENERGOELEKTRONICZNYCH



Podobne dokumenty
Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Zmiana punktu pracy wentylatorów dużej mocy z regulowaną prędkością obrotową w obiektach wytwarzających energię cieplną lub elektryczną

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Napęd pojęcia podstawowe

Napęd pojęcia podstawowe

Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego do napędu bezpośredniego przy pracy w warunkach ustalonych

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO POMPY WODY ZASILAJĄCEJ DUŻEJ MOCY

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

WIRTUALNY UKŁAD STERUJĄCY POJAZDEM KOŁOWYM O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

Napędy urządzeń mechatronicznych

ANALIZA KINEMATYCZNA ZŁOŻONYCH KONSTRUKCYJNIE PRZEKŁADNI OBIEGOWYCH DO ELEKTROMECHANICZNYCH ZESPOŁÓW NAPĘDOWYCH Z ZASTOSOWANIEM WZORÓW WILLISA

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

Modele teoretyczne i matematyczne momentu strat mechanicznych w pompie stosowanej w napędzie hydrostatycznym

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

Technika napędowa a efektywność energetyczna.

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki niestacjonarne

Moment obrotowy i moc silnika a jego obciążenie (3)

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

Badania maszyny reluktancyjnej przełączalnej, przeznaczonej do napędu lekkiego pojazdu elektrycznego

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki stacjonarne

ZASTOSOWANIE METOD OPTYMALIZACJI W DOBORZE CECH GEOMETRYCZNYCH KARBU ODCIĄŻAJĄCEGO

Automatyka i sterowania

Wyznaczanie sił w przegubach maszyny o kinematyce równoległej w trakcie pracy, z wykorzystaniem metod numerycznych

Technika napędów elektrycznych jako klucz obniżenia kosztów energii.

Ćwiczenie M-2 Pomiar mocy

BADANIE SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO (SRM) CZĘŚĆ 2 PRACA DYNAMICZNA SILNIKA

Układy napędowe i magazyny energii w pojazdach elektrycznych oraz systemy do ładowania baterii

Straty i sprawność energetyczna silników i układów napędowych

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Teoria Maszyn i Mechanizmów

BADANIA MASZYNY RELUKTANCYJNEJ PRZEŁĄCZALNEJ PRZEZNACZONEJ DO NAPĘDU LEKKIEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

Ćwiczenie 2 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

RÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki. Strona 1 z 5

Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego i transformatora

WPŁYW PARAMETRÓW ZAKŁÓCAJĄCYCH NA PRACĘ SKRZYNI BIEGÓW WYPOSAŻONEJ W PRZEKŁADNIĘ CVT

MODEL MANIPULATORA O STRUKTURZE SZEREGOWEJ W PROGRAMACH CATIA I MATLAB MODEL OF SERIAL MANIPULATOR IN CATIA AND MATLAB

Stanisław SZABŁOWSKI

PRZEMIENNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI W DWUSIL- NIKOWYM NAPĘDZIE WAŁU TAŚMOCIĄGU PO- WIERZCHNIOWEGO

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną)

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII WIRTUALNEJ RZECZYWISTOŚCI W PROJEKTOWANIU MASZYN

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

UKŁAD HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO DO BADANIA NAPĘDÓW

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW ENERGETYKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Teoria maszyn mechanizmów

Politechnika Łódzka Wydział Mechaniczny Instytut obrabiarek i technologii budowy maszyn. Praca Magisterska

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

MASZYNY INDUKCYJNE SPECJALNE

Cel zajęć: Program zajęć:

Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 2/2017 (114) 39

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

PL B1. HIKISZ BARTOSZ, Łódź, PL BUP 05/07. BARTOSZ HIKISZ, Łódź, PL WUP 01/16. rzecz. pat.

Modelowanie i symulacja II Modelling and Simulation II. Automatyka i Robotyka II stopień ogólno akademicki studia stacjonarne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

Egzamin 1 Strona 1. Egzamin - AR egz Zad 1. Rozwiązanie: Zad. 2. Rozwiązanie: Koła są takie same, więc prędkości kątowe też są takie same

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 18/11. JANUSZ URBAŃSKI, Lublin, PL WUP 10/14. rzecz. pat.

MODEL MANIPULATORA O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

ZJAWISKA W OBWODACH TŁUMIĄCYCH PODCZAS ZAKŁÓCEŃ PRACY TURBOGENERATORA

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

Silniki indukcyjne. Ze względu na budowę wirnika maszyny indukcyjne dzieli się na: -Maszyny indukcyjne pierścieniowe. -Maszyny indukcyjne klatkowe.

Temat: Analiza pracy transformatora: stan jałowy, obciążenia i zwarcia.

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych

Automatyka i Robotyka studia stacjonarne drugiego stopnia

Nowoczesne systemy napędów w pojazdach elektrycznych. Green cars

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Seria: TRANSPORT z. 82 Nr kol. 1903

Uszkodzenia Pojazdów Szynowych Wywołane Usterkami Toru Kolejowego

ANALIZA PRACY SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO W ASPEKCIE STEROWANIA WEKTOROWEGO

MODELOWANIE WPŁYWU NIEZALEŻNEGO STEROWANIA KÓŁ LEWYCH I PRAWYCH NA ZACHOWANIE DYNAMICZNE POJAZDU

Adam DANIELCZOK Andrzej BIENIEK Ireneusz HETMAŃCZYK. 1. Wprowadzenie. 2. Analiza teoretyczna

BADANIA SILNIKA BLDC PRZEZNACZONEGO DO HYBRYDOWEGO NAPĘDU BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Podstawy Robotyki

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

Metody wyznaczania charakterystyki maksymalnego momentu i maksymalnej. mechanicznej w pracy ciągłej S1 silnika synchronicznego wzbudzanego

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zastosowanie modelu matematycznego synchronicznej maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi do obliczeń energetycznych pojazdów drogowych 4

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt:

MODELOWANIE INŻYNIERSKIE nr 48, ISSN 1896-771X MODELOWANIE STRAT MOCY W SILNIKACH ROBOTA FANUC AM100iB ORAZ W JEGO SYSTEMACH ENERGOELEKTRONICZNYCH Jerzy Świder 1a, Adrian Zbilski 1b 1 Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska a jerzy.swider@polsl.pl, b adrian.zbilski@polsl.pl Streszczenie W pracy przedstawiono problematykę modelowania mocy strat w silnikach robota FANUC AM100iB oraz w jego systemach energoelektronicznych. Do opisu zastosowano rozróżnienie między stratami pasywnymi oraz aktywnymi. Analizą objęto cały zakres wartości momentów napędowych oraz prędkości obrotowych silników robota wraz z pracą silników w stanie zwarcia. Straty pasywne opisano hipotetycznymi mapami strat, sporządzonymi na podstawie analizy map sprawności badanych silników oraz systemu energoelektronicznego. Słowa kluczowe: straty mocy, silniki, system energoelektroniczny, robot, modelowanie MODELING OF THE POWER OF LOSSES IN THE FANUC AM100iB ROBOT DRIVES AND IN ITS POWER ELECTRONIC SYSTEMS Summary In the paper presents issues involve modeling the power losses in FANUC AM100iB robot drives and in its power electronic systems. In the description the differentiation between passive and active losses were used. The analisys covered the whole ranges of the torque and the whole ranges of the speed, which the robot's drives acting in, includes the motor's work with stall torque. The passive losses described by hypothetical maps of losses, which were drawn up based on efficiency maps of investigated motors and power electronic systems. Keywords: power of losses, electric motors, power electronics, robot, modeling 1. WSTĘP Na podstawie analizy map sprawności wielu silników synchronicznych oraz asynchronicznych [1, 2, 3], wywnioskowano o ogólnej postaci mapy sprawności elektrotechnicznej tych maszyn. Niezależnie od mocy silnika jego sprawność zawsze rozkłada się w sposób przedstawiony na rysunku (rys. 1), [1, 3]. Przytoczoną mapę sprawności wykonano w oparciu o wyniki badań silnika PMSM o mocy 50 kw, zasilanego przetwornicą energoelektroniczną charakteryzującą się swoją sprawnością [1, 3]. Ze względu na analizę energochłonności, do obliczeń strat mocy zastosowano również sprawność zasilającej silnik przetwornicy (rys. 2) [3]. Wynikiem obu rodzajów strat jest mapa całkowitej sprawności, na podstawie której dokonano kolejnych operacji prowadzących do wyznaczenia strat mocy całego systemu (rys. 3) [3]. Na przedstawionych wykresach zakresy prędkości oraz momentu napędowego badanego silnika znormalizowano wartością maksymalną. Dzięki temu oba parametry posiadają identyczny zakres wartości mieszczących się między zerem a jedynką. 138

Jerzy Świder, Adrian Zbilski Z uwagi na niekompletne informacje dotyczące wyników pomiarów sprawności silników oraz energoelektroniki, przyjęto ustalenia określające logiczne uzupełnienie brakujących danych. Dotyczyły one obszarów bliskich zerowej prędkości obrotowej wału oraz obszarów bliskich zerowemu momentowi napędowemu silnika. Wzdłuż osi zerowej prędkości obrotowej wału, wartość użytecznej mocy mechanicznej wynosi zero. Zgodnie z tym faktem, sprawność maszyn i urządzeń pracujących w stanie zerowej prędkości wynosi zero. Dlatego wartością taką uzupełniono oś zerowej prędkości. Jeżeli silniki nie są obciążane oporami zewnętrznymi a jedynie oporami od łożysk i jednocześnie ich prędkość jest niezerowa to logicznym faktem jest występowanie w takim stanie minimalnej sprawności silników i energoelektroniki. Taki stan pracy silników nazywany jest pracą biegu jałowego. W związku z tym, oś zerowego momentu napędowego arbitralnie uzupełniono liniowo narastającą sprawnością w zakresie od 0 do 20%. Ponieważ w typowych aplikacjach stosowane silniki nie pracują w tak osobliwych stanach, dlatego obszary te badane są rzadko a znane wyniki badań nie pozwalają na praktyczne ich zastosowanie. Natomiast w przypadku silników stosownych w robotyce opisane stany występują permanentnie, dlatego muszą być uwzględniane w analizie energochłonności. Wykresy (rys. 1), (rys. 2), (rys. 3) reprezentują sprawność przetwarzania energii elektrycznej czynnej na moc mechaniczną rozwijaną na wale wyjściowym silnika. Dzięki temu umożliwiają obliczanie strat mocy silnika PMSM o dowolnej mocy nominalnej, pracującego z niezerową prędkością. W stanie zwarcia, to znaczy w czasie pracy silnika z zerową prędkością obrotową i obciążonego niezerowym momentem oporowym mechaniczna moc wyjściowa na jego wale równa jest zeru. Rys. 2. Szacunkowo zrekonstruowane mapy strat mocy serwowzmacniacza napędów robota FANUC AM100iB Rys. 3. Szacunkowo zrekonstruowana mapa całkowitych strat mocy silników oraz serwowzmacniacza napędów robota FANUC AM100iB. Wówczas pobierana z sieci elektrycznej moc elektryczna w większości pochłaniana jest na pokonanie oporów elektrycznych w uzwojeniach i wydzielana jest w postaci ciepła. Badania nad mocą strat silników PMSM pracujących w stanie zwarcia nie są na tyle popularne, aby na ich podstawie opracować wystarczająco realistyczne modele matematyczne lub mapy strat mocy, które znalazłyby zastosowanie podczas analizy energochłonności. Z tego względu w celu ich zrekonstruowania przyjęto logiczne ustalenia, które nie dopuszczają do zaburzenia bilansu energetycznego badanych maszyn. 2. SZACUNKOWA REKONSTRUKCJA MAP STRAT MOCY SILNIKÓW BADANEGO ROBOTA Rys. 1. Szacunkowo zrekonstruowane mapy strat mocy silników Do wykonania analizy energochłonności robota przemysłowego czyli mechanicznego ramienia oraz układu sterującego jego pracą, opracowano charakterystyki definiujące moc strat pasywnych oraz aktywnych. Straty analizowano we wszystkich kanałach dystrybucji energii elektrycznej. Jako pojedynczy kanał rozumie się ścieżkę od gniazda sieci elektrycznej do pojedynczego silnika elektrycznego robota. Jako pasywne straty mocy rozumie się straty energii elektrycznej podczas pracy urządzeń w stanie zwarcia. Za aktywne straty mocy 139

MODELOWANIE STRAT MOCY W SILNIKACH ROBOTA FANUC uznaje się straty energii elektrycznej podczas pracy silników z niezerową prędkością obrotową. Przyjęto również ustalenie, że sposób przejścia ze stanu pasywnego do stanu aktywnego następuje płynnie lecz w obszarze najbliższego sąsiedztwa zerowej prędkości obrotowej wałów silników. Wartości całkowitych strat mocy obliczano jako sumę pasywnych oraz aktywnych strat mocy (1). Wartości strat aktywnych (7) wynikają bezpośrednio z bilansu energetycznego (2) i wyrażenia na sprawność silników oraz energoelektroniki (3). 444 8, 9 (10) 4674 8, 9 8, 9 (11) Przy sporządzaniu map pasywnych strat mocy przyjęto ustalenia określające ich postać ogólną. Uznano, że w stanie zwarcia i podczas pracy z maksymalnym momentem trzymającym, straty mocy równe są maksymalnej mocy wejściowej do silnika, który zaprojektowano tak, aby taką moc przyjmował (12). (12) (1) (2) a także: stąd: (3),, (4) (5) Rys. 4. Zrekonstruowane mapy aktywnych strat mocy kolejno zatem: ostatecznie: gdzie: (6) " #, $ 0 (7) " # η '(, $0 ) " # *+,, (8) Parametry p., p. / i p. opisują wartości odpowiednio całkowitych, pasywnych oraz aktywnych strat mocy, parametry p. 012 oraz p. 03 opisują odpowiednio moc wejściową oraz moc wyjściową, parametr η. to sprawność elektrotechniczna. Symbol, oznacza moment napędowy silnika, to prędkość kątowa napędzanego członu natomiast symbol oznacza przełożenie przekładni mechanicznej. Indeksy określają numer analizowanego napędu maszyny. Równanie (8) określa zależność między wartością aktywnych strat mocy i wartością mocy wyjściowej. Równanie jest spełnione, gdy sprawność jest różna od zera i przyjęto że musi być niższa niż stosunek maksymalnej mocy wejściowej i mocy minimalnej. Wprowadzone ograniczenie zabezpiecza przed generowaniem bardzo dużych wartości w najbliższym sąsiedztwie zerowej sprawności. Na podstawie równania (8), opracowano mapy relacji 45 między mocami mechanicznymi i mocami ciepła, emitowanego przez silniki oraz energoelektronikę robota (9). Do sporządzenia map aktywnych strat w każdym kanale zastosowano również mapy mocy mechanicznych 444 wszystkich silników (10). Następnie stosując wyrażenie (7) oraz mapy mocy mechanicznych i mapy relacji, opracowano mapy aktywnych strat mocy 4674 (11), (Rys. 4). 45 8, 9 '( 8, 9 (9) Rys. 5. Zrekonstruowane mapy pasywnych strat mocy kolejno Rys. 6. Zrekonstruowane mapy całkowitych strat mocy kolejno Przyjęto również, że straty pasywne nie zanikają natychmiast po uruchomieniu wału silnika, lecz występują równocześnie ze stratami aktywnymi w pewnym początkowym zakresie prędkości kątowej. Wraz ze wzrostem prędkości, straty pasywne uznaje się za znikome lub zerowe. Znormalizowane mapy pasywnych strat mocy 474 sporządzono zatem na podstawie równania (13), (rys. 5). 474 8< ;,< 9 ="1?< ; # < @ A, < ; BC0;1E F < BC?1;1E (13) Parametr ξ, służy do skalowania prędkości, natomiast ξ 3 odpowiada za skalowanie momentu napędowe- 140

Jerzy Świder, Adrian Zbilski go. Mapę pasywnych strat dostosowano do indywidualnych mocy kolejnych silników robota, podstawiając wyznaczone wartości w odpowiadające im miejsca, na wykresach rozpiętych między zerowym i maksymalnym momentem oraz prędkością danego silnika. Wynikiem sumowania pasywnych oraz aktywnych strat mocy była mapa całkowitych strat mocy silników oraz energoelektroniki robota (14), (rys. 6). (14) Opracowane charakterystyki zastosowano do obliczeń poboru energii elektrycznej w napędach robota, za pomocą komputerowych symulacji jego pracy. Rys. 8. Wartości wszystkich rodzajów obciążeń działających na wał drugiego napędu modelu numerycznego robota Fanuc AM100iB 3. EKSPERYMENT NUMERYCZNY Na podstawie analizy budowy badanej maszyny, wykonano jej model numeryczny w postaci schematu blokowego. Model wyposażono w system programowania off-line, interpolator liniowy [4], system generowania profili prędkości przejazdu [5], system kinematyki odwrotnej [6], kaskadowy układ sterowania nadążnego z pętlą sprzężenia zwrotnego oraz z pętlą sprzężenia w przód. Opisane systemy odpowiadają za obliczanie wartości momentów napędowych, które muszą być rozwijane przez napędy modelu numerycznego robota. Napędy napędzają model numeryczny robota, który zawiera informacje o wartościach wcześniej zidentyfikowanych parametrów geometrycznych oraz dynamicznych (rys. 7) i przełożenia przekładni mechanicznych. Rys. 9. Wartości wszystkich rodzajów mocy i jej strat z jakimi wykonywana była praca przez drugi napęd modelu numerycznego robota Fanuc AM100iB Rys. 10. Wartości wszystkich rodzajów energii i jej strat zużytych na wykonanie pracy przez drugi napęd modelu numerycznego robota Fanuc AM100iB Przedstawione wyniki eksperymentów numerycznych szczegółowo opisano w pracy dotyczącej analizy energochłonności procesów technologicznych transportu i manipulacji [8]. Zgodnie z uzyskanymi wynikami analizy energochłonności, straty mocy są czynnikiem, które w bardzo dużym stopniu wpływają na ilość pobranej energii, pomimo faktu stosowania w robotyce silników o bardzo wysokiej sprawności elektrotechnicznej. Wynika to z faktu występowania strat pasywnych, które osiągają bardzo duże wartości w sytuacji, gdy robot pracuje z niską wydajnością lub gdy jedno z ramion robota pracuje z relatywnie niską prędkością kątową. Rys. 7. Model numeryczny połączenia członów robota Fanuc AM100iB Opracowany model robota umożliwia wykonywanie zautomatyzowanych analiz rozkładu całkowitych oraz cząstkowych momentów napędowych (rys. 8) [7] oraz analiz dystrybucji mocy (rys. 9) i energii (rys. 10) między wszystkie przeguby robota [8]. 4. PODSUMOWANIE ORAZ WNIOSKI W pracy przedstawiono rozważania dotyczące techniki modelowania wartości strat mocy w silnikach elektrycznych oraz zasilających je systemów energoelektronicznych. Zwrócono uwagę na brak wyników badań ilości emisji ciepła z badanych obiektów, pracujących w stanie statycznym oraz na biegu jałowym. Wykazano że klasyczny bilans energetyczny oraz wyrażenie na wartość sprawności elektrotechnicznej są niewystarczające do 141

MODELOWANIE STRAT MOCY W SILNIKACH ROBOTA FANUC pełnego opisu wartości strat mocy. W związku z tym zaproponowano rozwiązanie polegające na wprowadzeniu różnicy między klasycznymi stratami mocy oraz stratami mocy, generowanymi podczas pracy silników w stanie zwarcia, nazwanymi odpowiednio aktywnymi i pasywnymi. Dzięki temu podejściu, uzyskane wyniki nie są sprzeczne z klasycznym bilansem energetycznym oraz z wyrażeniem na wartość sprawności elektrotechnicznej. W ramach dalszych prac badawczych, proponuje się przeprowadzenie szczegółowej identyfikacji parametrów sporządzonych map strat mocy oraz ich doświadczalną weryfikację a także identyfikację parametrów dynamicznych członów robota i rekonstrukcję parametrów tarcia wiskotycznego w jego przegubach. Literatura 1. Millo F., Ronaldo L., Andreata M.: Numerical simulation for vehicle power train development. Chapter 24. In: Numerical Analysis - Theory and Application. Ed. J. Awrejcewicz. Publisher:InTech 2011, Sep. 9. 2. MeloP., Castro R., Araujo R.E.: Evaluation of an energy loss-minimization algorithm for EVs based on induction motor. Chapter 17. In: Induction Motors - Modelling and Control. Ed. R. E. Araújo. Publisher: InTech 2012, Nov. 14. 3. Olszewski M.: Evaluation of 2004 Toyota Prius Hybrid Electric Drive System. U.S. Department of Energy FreedomCAR and Vehicle Technologies. Washington 2005. 4. Świder J., Zbilski A.: Liniowy interpolator wirtualnego modelu robota FANUC AM100iB. Modelowanie Inżynierskie 2011, nr 42, t. 11, s. 419-425. 5. Świder J., Zbilski A.: The interactive driving profile generation system. Applied Mechanics and Materials 2013, t. 307, p. 66-74. 6. Świder J., Zbilski A.: Wektorowo-punktowa metoda rozwiązywania odwrotnego zadania kinematyki robota Fanuc AM100iB. Modelowanie Inżynierskie 2011, nr 42, t. 11, s. 427-432. 7. Świder J., Zbilski A.: The modeling and analysis of a partial loads in the FANUC AM100iB robot joints. Machinning Science and Technology 2013 (zgłoszony do druku). 8. Świder J., Zbilski A.: Energy intensity analysis and costs of Fanuc AM100iB robot work. BINDT's conference proceedings, Kraków 2013 (zgłoszony do druku). 142