Suletud ahelastmemootoridon muutnud jõudluse ja hinna suhet paljudes liikumisjuhtimise rakendustes. VIC suletud ahelaga progressiivsete mootorite edu on avanud ka võimaluse asendada kallid servomootorid odavatega.astmemootoridÜha enamates kõrgetasemelistes tööstusautomaatika rakendustes muudavad tehnoloogilised edusammud samm-mootorite ja servomootorite jõudluse ja hinna suhet.
Samm-mootorid versus servomootorid
Üldlevinud arusaama kohaselt toimivad servomootorite juhtimissüsteemid paremini rakendustes, kus on vaja kiirusi üle 800 p/min ja suurt dünaamilist reaktsiooni. Samm-mootorid sobivad paremini rakenduste jaoks, kus on vaja madalamaid kiirusi, väikest kuni keskmist kiirendust ja suurt hoidemomenti.
Mis on siis selle astme- ja servomootorite kohta käiva üldlevinud arvamuse alus? Analüüsime seda allpool üksikasjalikumalt.
1. Lihtsus ja kulu
Samm-mootorid pole mitte ainult odavamad kui servomootorid, vaid neid on ka lihtsam kasutusele võtta ja hooldada. Samm-mootorid on paigalseisus stabiilsed ja hoiavad oma asendit (isegi dünaamiliste koormuste korral). Kui teatud rakendustes on vaja suuremat jõudlust, tuleb aga kasutada kallimaid ja keerukamaid servomootoreid.
2. Struktuur
Samm-mootoridpöörlevad astmeliselt, kasutades magnetilisi mähiseid, et magnetit järk-järgult ühest asendist teise tõmmata. Mootori liigutamiseks 100 asendit mis tahes suunas nõuab vooluring 100 astmelist toimingut. Samm-mootorid kasutavad impulsse astmeliste liikumiste saavutamiseks, võimaldades täpset positsioneerimist ilma tagasisideandureid kasutamata.
Servomootori liikumismeetod on erinev. See ühendab positsioonianduri – st enkoodri – magnetilise rootoriga ja tuvastab pidevalt mootori täpset asendit. Servo jälgib mootori tegeliku asendi ja käsuga etteantud asendi vahelist erinevust ning reguleerib vastavalt voolu. See suletud ahelaga süsteem hoiab mootori õiges liikumisolekus.
3. Kiirus ja pöördemoment
Samm- ja servomootorite jõudluse erinevus tuleneb nende erinevatest mootori konstruktsioonilahendustest.Samm-mootoridon palju suurema pooluste arvuga kui servomootoritel, seega nõuab astmemootori täispööre palju rohkem mähisvoolu vahetusi, mille tulemuseks on pöördemomendi kiire langus suurenevate kiiruste korral. Lisaks võib astmemootor maksimaalse pöördemomendi saavutamisel kaotada oma kiiruse sünkroniseerimise funktsiooni. Nendel põhjustel on servomootorid eelistatud lahendus enamikus kiiretes rakendustes. Seevastu astmemootori suurem pooluste arv on eeliseks madalamatel kiirustel, kui astmemootoril on sama suurusega servomootori ees pöördemomendi eelis.
Kiiruse suurenedes astmemootori pöördemoment väheneb
4. Positsioneerimine
Samm- ja servomootorite vahel on olulisi erinevusi rakendustes, kus masina täpne asukoht on vaja igal ajal teada. Samm-mootorite poolt juhitavate avatud ahelaga liikumisrakenduste puhul eeldab juhtimissüsteem, et mootor on alati õiges liikumisseisundis. Pärast probleemi tekkimist, näiteks kinnikiilunud komponendi tõttu mootori seiskumist, ei suuda kontroller aga masina tegelikku asukohta teada, mis võib viia positsiooni kadumiseni. Servomootori enda suletud ahelaga süsteemil on eelis: kui see jääb objekti taha kinni, tuvastab see selle kohe. Masin peatub ja ei lähe kunagi oma asendist välja.
5. Soojuse ja energia tarbimine
Avatud ahelaga samm-mootorid kasutavad fikseeritud voolutugevust ja eraldavad palju soojust. Suletud ahelaga juhtimine annab ainult kiirusahela jaoks vajaliku voolu ja väldib seega mootori kuumenemise probleemi.
Võrdluse kokkuvõte
Servomootorite juhtimissüsteemid sobivad kõige paremini kiirete rakenduste jaoks, mis hõlmavad dünaamilisi koormuse muutusi, näiteks robotkäte puhul. Samm-mootorite juhtimissüsteemid seevastu sobivad paremini rakenduste jaoks, mis nõuavad väikest kuni keskmist kiirendust ja suurt hoidemomenti, näiteks 3D-printerid, konveierid, abileljed jne. Kuna samm-mootorid on odavamad, võivad nende kasutamisel vähendada automatiseerimissüsteemide kulusid. Liikumisjuhtimissüsteemid, mis peavad ära kasutama servomootorite omadusi, peavad tõestama, et need kallimad mootorid on kullas väärt.
Suletud ahelaga juhtimisega astmemootorid
Integreeritud elektroonilise juhtimisega astmemootor on samaväärne kahefaasilise harjadeta alalisvoolumootoriga ning suudab teostada positsioonisilmuse juhtimist, kiirussilmuse juhtimist, DQ-juhtimist ja muid algoritme. Suletud ahela kommutatsiooniks kasutatakse ühepöördelist absoluutset enkoodrit, mis tagab optimaalse pöördemomendi igal kiirusel.
Madal energiatarve ja jahedana hoidmine
VIC-astmemootorid on väga energiasäästlikud. Erinevalt avatud ahelaga astmemootoritest, mis töötavad alati täisvoolu käsuga ning põhjustavad kuumenemis- ja müraprobleeme, muutub vool vastavalt liikumise tegelikele tingimustele, näiteks kiirenduse ja aeglustuse ajal. Sarnaselt servomootoritega on nende astmemootorite tarbitav vool igal ajahetkel proportsionaalne tegelikult vajaliku pöördemomendiga. Kuna mootor ja integreeritud elektrooniline juhtplaat töötavad jahedamalt, suudavad VIC-astmemootorid saavutada suuremaid tipppöördemomente, mis on võrreldavad servomootoritega.
Isegi suurtel kiirustel vajavad VIC-astmemootorid vähem voolu
Suletud ahela tehnoloogia arengu tõttu on astmemootorid võimelised tungima suure jõudlusega ja kiirete rakenduste juurde, mis varem kuulusid ainult servomootoritele.
Suletud ahela tehnoloogiaga astmemootorid
Mis siis, kui suletud ahelaga servotehnoloogia eeliseid saaks rakendada samm-mootoritele?
Kas me saaksime saavutada servomootoritega võrreldava jõudluse, realiseerides samal ajal samm-mootorite kulueelised?
Suletud ahelaga juhtimistehnoloogia kombineerimise abil saaks samm-mootorist terviklik toode, mis pakub nii servo- kui ka samm-mootorite eeliseid madala hinnaga. Kuna suletud ahelaga samm-mootorid pakuvad märkimisväärset jõudluse ja energiatõhususe paranemist, saavad nad üha enamates kõrgetasemelistes rakendustes asendada kallimaid servomootoreid.
Järgnevalt on toodud näide VIC-i integreeritud astmemootorist, millel on sisseehitatud suletud ahelaga juhtimine, et selgitada suletud ahela tehnoloogiaga astmemootorite jõudlust ning eeliseid ja puudusi.
Täpselt sobitatud jõudlusnõuded
Häirete ületamiseks ja sammude kadumise vältimiseks piisava pöördemomendi tagamiseks peavad avatud ahelaga samm-mootorid tavaliselt tagama, et pöördemoment oleks vähemalt 40% suurem rakenduse poolt nõutavast väärtusest. Suletud ahelaga tänapäevastel samm-mootoritel seda probleemi pole. Kui need samm-mootorid ülekoormuse tõttu seiskuvad, hoiavad nad koormust edasi pöördemomenti kaotamata. Nad jätkavad tööd ka pärast ülekoormuse kõrvaldamist. Maksimaalne pöördemoment on garanteeritud mis tahes kiirusel ja positsiooniandur tagab, et sammu kadu ei toimu. Seega saab suletud ahelaga samm-mootoreid täpselt määrata vastava rakenduse pöördemomendi nõuetele ilma täiendava 40% marginaalita.
Avatud ahelaga samm-mootorite puhul on raske saavutada suuri hetkelise pöördemomendi nõudeid, kuna esineb sammude kadumise oht. Võrreldes tavapäraste samm-mootoritega suudavad VIC-i suletud ahelaga samm-mootorid saavutada väga kiire kiirenduse, madala töömüra ja madala resonantsi. Need suudavad töötada palju suurema ribalaiusega ja saavutada suurepärase jõudluse.
Kapp puudub
Toda integreerib ajami juhtplaadi mootoriga, vähendades juhtmestiku hulka ja lihtsustades rakenduslahendust. Toda abil saate ehitada masinaid ilma kappideta.
Elektroonika integreerimine samm-mootoritega vähendab keerukust
Suletud ahelaga tehnoloogiaga suletud ahelaga samm-mootorid pakuvad kasutajatele suurepärast täpsust ja efektiivsust, pakkudes samal ajal servomootori jõudlust ja samm-mootori madalat hinda. Odavamad samm-mootorid tungivad järk-järgult rakendustesse, kus muidu domineeriksid kallid servomootorid.
Postituse aeg: 10. aprill 2023