Efficiency verification of an electromechanical linear actuator

• Main Author: Råberg, Ingela
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) 2021
• Subjects: Efficiency; Linear actuator; Modelling; Romax; Linjärt ställdon; Modellering; Verkningsgrad; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-303147

Cascade Drives has developed an electromechanical linear actuator with a patented feature which allows for load sharing between multiple pinions interacting on the same rack. This arrangement has proven resilient for shock loads, and allows for compact gearbox designs with very high load rating. For the further development of the actuators, access to proper simulation models for various gearbox behaviours is important. One such behaviour is that of the gearbox efficiency. In 2020, a Simulink model for predicting the gearbox efficiency was produced. The aim of this thesis has been to verify the 2020-model using Romax, and also to continue the development of the Simulink model so that it can also handle gearbox acceleration and backdrive. The results from the Romax modelling were while not identical to the 2020 Simulink model results, close enough that the Simulink model could be considered verified through that method. The results from the new dynamic Simulink model were in the same order of magnitude as those of the other two models. To achieve an absolute accuracy for the models, efficiency testing on physical actuators should be executed. === Cascade Drives utvecklar en ny typ av elektromekaniska linjära ställdon. Ställdonen är elektromekaniska och följer konceptet med en kuggstång och pinjonger som drivs av en elektrisk motor. I själva växellådan finns patenterad teknik som tillåter att lasten från kuggstången fördelas jämnt mellan flera pinjonger utan att systemet överbestäms. Detta möjliggör kompakta växellådor till ställdonen som kan ta höga laster och dessutom fungerar utmärkt för chocklaster. I och med att det är helt ny teknik erfordras beräkningsmodeller så att växellådans beteende kan förutspås redan innan prototyper tillverkas. En beräkningsmodell för ställdonets statiska verkningsgrad utvecklades 2020 i Simulink. Detta arbete syftar till att genom Romax verifiera funktionaliteten av modellen från 2020. Dessutom utvecklades modellen vidare för att hantera de dynamiska lastfallen när ställdonet accelererar och drivs från last. Modelleringen Resultaten från modelleringen i Romax och de från den statiska Simulinkmodellen från 2020 var snarlika med en skillnad på ungefär ± 1 %. Graferna över växellådans verkningsgradsbeteende över varierande last och hastighet skiljde sig tillräckligt lite för att bedömningen skulle vara att den statiska modellen kan betraktas som verifierad av Romax. Även den nya dynamiska Simulinkmodellen genererade resultat som liknade de från de statiska Simulinkoch Romax modellerna. För att få en absolut precision på samtliga beräkningsmodeller rekommenderas att genomföra verkningsgradstester på fysiska prototyper för framtiden.