Затворена јамкачекорни моториго променија односот помеѓу перформансите и трошоците во многу апликации за контрола на движење. Успехот на прогресивните мотори со затворена јамка VIC, исто така, отвори можност за замена на скапите серво мотори со нискобуџетничекорни моториВо сè поголем број високостандардни апликации за индустриска автоматизација, технолошкиот напредок го менува односот помеѓу перформансите и трошоците помеѓу чекорните мотори и серво моторите.
Чекорни мотори наспроти серво мотори
Според општоприфатеното мислење, системите за серво контрола работат подобро во апликации каде што се потребни брзини поголеми од 800 вртежи во минута и висок динамички одзив. Чекорните мотори се посоодветни за апликации со помали брзини, ниско до средно забрзување и висок вртежен момент на држење.
Па, која е основата за ова конвенционално мислење за чекорните мотори и серво моторите? Да го анализираме подетално подолу.
1. Едноставност и цена
Чекорните мотори не само што се поевтини од серво моторите, туку се и поедноставни за пуштање во работа и одржување. Чекорните мотори се стабилни во мирување и ја задржуваат својата позиција (дури и при динамички оптоварувања). Меѓутоа, доколку се потребни повисоки перформанси за одредени апликации, мора да се користат поскапи и посложени серво мотори.
2. Структура
Чекорни моториротираат постепено, користејќи магнетни намотки за постепено да го повлечат магнетот од една позиција во друга. За да го поместите моторот 100 позиции во која било насока, на колото му се потребни 100 чекори за да се извршат на моторот. Чекорните мотори користат импулси за да постигнат инкрементални движења, овозможувајќи прецизно позиционирање без употреба на сензори за повратна информација.
Методот на движење на серво моторот е различен. Тој поврзува сензор за позиција - т.е. енкодер - со магнетниот ротор и континуирано ја детектира точната позиција на моторот. Серво моторот ја следи разликата помеѓу вистинската позиција на моторот и командираната позиција и соодветно ја прилагодува струјата. Овој систем со затворена јамка го одржува моторот во правилна состојба на движење.
3. Брзина и вртежен момент
Разликата во перформансите помеѓу чекорните и серво моторите произлегува од нивните различни решенија за дизајн на моторот.Чекорни моториимаат многу поголем број на полови од сервомоторите, па затоа целосната ротација на чекорниот мотор бара многу повеќе размена на струја на намотките, што резултира со брз пад на вртежниот момент при зголемување на брзините. Покрај тоа, ако се достигне максималниот вртежен момент, чекорниот мотор може да ја изгуби својата функција за синхронизација на брзината. Поради овие причини, серво моторите се претпочитаното решение во повеќето апликации со голема брзина. Спротивно на тоа, поголемиот број на полови на чекорниот мотор е предност при пониски брзини, кога чекорниот мотор има предност во вртежниот момент во однос на серво мотор со иста големина.
Со зголемување на брзината, вртежниот момент на чекорниот мотор се намалува
4. Позиционирање
Постојат важни разлики помеѓу чекорните мотори и серво моторите во апликации каде што точната положба на машината треба да се знае во секое време. Во апликациите со движење со отворена јамка контролирани од чекорни мотори, контролниот систем претпоставува дека моторот е секогаш во правилна состојба на движење. Меѓутоа, откако ќе се појави проблем, како што е застој на моторот поради заглавена компонента, контролерот не е во можност да ја знае вистинската положба на машината, што може да доведе до губење на положбата. Системот со затворена јамка на самиот серво мотор има предност: ако е заглавен од некој предмет, тој веднаш ќе го детектира. Машината ќе престане да работи и никогаш нема да биде надвор од положбата.
5. Потрошувачка на топлина и енергија
Чекорните мотори со отворена јамка користат фиксна струја и испуштаат многу топлина. Контролата со затворена јамка ја обезбедува само струјата потребна за брзинската јамка и со тоа се избегнува проблемот со загревање на моторот.
Резиме на споредбата
Системите за серво контрола се најпогодни за апликации со голема брзина што вклучуваат динамички промени на оптоварувањето, како што се роботските раце. Од друга страна, системите за чекорна контрола се посоодветни за апликации што бараат ниско до средно забрзување и висок вртежен момент, како што се 3D печатачи, транспортери, потоски итн. Бидејќи чекорните мотори се поевтини, тие можат да ги намалат трошоците за системите за автоматизација кога се користат. Системите за контрола на движење што треба да ги искористат карактеристиките на серво моторите ќе мора да докажат дека овие мотори со повисока цена вредат злато.
Чекорни мотори со контрола во затворена јамка
Чекорниот мотор со интегрирана електронска контрола е еквивалент на двофазен безчеткичен еднонасочен мотор и може да врши контрола на позициона јамка, контрола на брзина, контрола на DQ и други алгоритми. За комутација во затворена јамка се користи апсолутен енкодер со еден вртеж, со што се обезбедува оптимален вртежен момент при која било брзина.
Ниска потрошувачка на енергија и одржување на ладност
Чекорните мотори VIC се многу енергетски ефикасни. За разлика од чекорните мотори со отворена јамка, кои секогаш работат со целосна команда за струја и предизвикуваат проблеми со топлина и бучава, струјата се менува според реалните услови на движењето, на пример за време на забрзување и забавување. Слично на серво моторите, струјата што ја трошат овие чекорни мотори во секој даден момент е пропорционална на потребниот реален вртежен момент. Бидејќи моторот и интегрираната електронска контролна табла работат поладно, чекорните мотори VIC можат да постигнат повисоки врвни вртежни моменти споредливи со серво моторите.
Дури и при големи брзини, чекорните мотори VIC бараат помалку струја
Водени од напредокот во технологијата со затворена јамка, чекорните мотори се способни да навлезат во апликации со високи перформанси и голема брзина кои претходно им припаѓаа исклучиво на серво моторите.
Чекорни мотори со технологија на затворена јамка
Што ако предностите на серво технологијата со затворена јамка би можеле да се применат на чекорни мотори?
Можеме ли да постигнеме споредливи перформанси со серво моторите, а сепак да ги оствариме ценовните предности на чекорните мотори?
Со комбинирање на технологијата за контрола со затворена јамка, чекорниот мотор би станал сеопфатен производ со предности и на серво и на чекорните мотори по ниска цена. Бидејќи чекорните мотори со затворена јамка нудат значителни подобрувања во перформансите и енергетската ефикасност, тие можат да ги заменат поскапите серво мотори во сè поголем број апликации со висок стандард.
Следново е пример за интегриран чекорен мотор VIC со вградена контрола со затворена јамка за да се објаснат перформансите и предностите и недостатоците на чекорните мотори со технологија со затворена јамка.
Прецизно усогласени барања за перформанси
За да се обезбеди доволен вртежен момент за надминување на нарушувањата и избегнување на изгубени чекори, чекорните мотори со отворена јамка обично треба да обезбедат вртежен момент да биде најмалку 40% поголем од вредноста потребна за апликацијата. Чекорните мотори со затворена јамка денес немаат овој проблем. Кога овие чекорни мотори ќе застанат поради преоптоварување, тие ќе продолжат да го држат товарот без губење на вртежен момент. Тие ќе продолжат да работат откако ќе се отстрани состојбата на преоптоварување. Максималниот вртежен момент може да се гарантира при која било дадена брзина, а сензорот за позиција гарантира дека нема губење на чекорот. Затоа, чекорните мотори со затворена јамка може да се спецификуваат за точно да одговараат на барањата за вртежен момент на соодветната апликација без потреба од дополнителна маргина од 40%.
Со чекорните мотори со отворена јамка, тешко е да се задоволат високите барања за моментален вртежен момент поради ризикот од изгубени чекори. Во споредба со конвенционалните чекорни мотори, чекорните мотори со затворена јамка VIC можат да постигнат многу брзо забрзување, низок работен шум и ниска резонанца. Тие можат да работат на многу поголеми пропусни опсези и да постигнат одлични перформанси.
Нема кабинет
Toda ја интегрира контролната табла на погонот со моторот, намалувајќи ја количината на ожичување и поедноставувајќи го решението за имплементација. Со toda, можете да изградите машини без кабинети.
Интегрирањето на електрониката со чекорните мотори ја намалува комплексноста
Со технологијата со затворена јамка, чекорните мотори со затворена јамка им нудат на корисниците одлична точност и ефикасност, со перформансите на серво моторот и ниската цена на чекорниот мотор. Чекорните мотори со пониска цена постепено продираат во апликации каде што инаку би доминирале скапите серво мотори.
Време на објавување: 10 април 2023 година