Kapalı döngüstep motorlarBu durum, birçok hareket kontrol uygulamasında performans-maliyet oranını değiştirdi. VIC kapalı devre ilerlemeli motorlarının başarısı, pahalı servo motorların düşük maliyetli motorlarla değiştirilmesi olasılığını da ortaya çıkardı.step motorlarGiderek artan sayıda yüksek standartlı endüstriyel otomasyon uygulamasında, teknolojik gelişmeler step motorlar ve servo motorlar arasındaki performans-maliyet oranını değiştiriyor.
Step motorlar ve servo motorlar arasındaki farklar
Genel kanıya göre, servo kontrol sistemleri, 800 RPM'nin üzerinde hız ve yüksek dinamik tepki gerektiren uygulamalarda daha iyi performans gösterir. Step motorlar ise daha düşük hızlar, düşük ila orta ivme ve yüksek tutma torku gerektiren uygulamalar için daha uygundur.
Peki, step motorlar ve servo motorlar hakkındaki bu yaygın inanışın temelinde ne yatıyor? Bunu aşağıda daha detaylı inceleyelim.
1. Sadelik ve maliyet
Step motorlar, servo motorlardan daha ucuz olmanın yanı sıra, devreye alınmaları ve bakımları da daha basittir. Step motorlar, hareketsiz haldeyken stabildir ve konumlarını korurlar (dinamik yükler altında bile). Bununla birlikte, belirli uygulamalar için daha yüksek performans gerekiyorsa, daha pahalı ve karmaşık servo motorlar kullanılmalıdır.
2. Yapı
Step motorlarManyetik bobinler kullanarak bir mıknatısı kademeli olarak bir konumdan diğerine çekerek, adım adım döndürme işlemi gerçekleştirilir. Motoru herhangi bir yönde 100 pozisyon hareket ettirmek için, devrede motor üzerinde 100 adım işlemi yapılması gerekir. Step motorlar, artımlı hareketler elde etmek için darbeler kullanır ve bu da herhangi bir geri bildirim sensörü kullanmadan hassas konumlandırmaya olanak tanır.
Servo motorun hareket yöntemi farklıdır. Manyetik rotora bir konum sensörü (yani bir enkoder) bağlar ve motorun tam konumunu sürekli olarak algılar. Servo, motorun gerçek konumu ile komut edilen konum arasındaki farkı izler ve akımı buna göre ayarlar. Bu kapalı döngü sistemi, motoru doğru hareket durumunda tutar.
3. Hız ve tork
Step motorlar ve servo motorlar arasındaki performans farkı, farklı motor tasarım çözümlerinden kaynaklanmaktadır.Step motorlarStep motorlar, servo motorlara göre çok daha fazla kutup sayısına sahiptir; bu nedenle bir step motorun tam bir devri, çok daha fazla sargı akımı değişimi gerektirir ve bu da artan hızlarda torkta hızlı bir düşüşe neden olur. Ayrıca, maksimum torka ulaşıldığında, step motor hız senkronizasyon fonksiyonunu kaybedebilir. Bu nedenlerle, çoğu yüksek hızlı uygulamada servo motorlar tercih edilen çözümdür. Buna karşılık, step motorun daha yüksek kutup sayısı, aynı boyuttaki bir servo motora göre tork avantajına sahip olduğu düşük hızlarda avantajlıdır.
Hız arttıkça, kademeli motorun torku azalır.
4. Konumlandırma
Makinenin tam konumunun her zaman bilinmesi gereken uygulamalarda step motorlar ve servo motorlar arasında önemli farklılıklar vardır. Step motorlarla kontrol edilen açık döngü hareket uygulamalarında, kontrol sistemi motorun her zaman doğru hareket durumunda olduğunu varsayar. Ancak, sıkışmış bir bileşen nedeniyle motorun durması gibi bir sorunla karşılaşıldığında, kontrolör makinenin gerçek konumunu bilemez ve bu da konum kaybına yol açabilir. Servo motorun kapalı döngü sisteminin kendi avantajı vardır: bir nesne tarafından sıkıştırılırsa, bunu hemen algılar. Makine çalışmayı durdurur ve asla konum dışı kalmaz.
5. Isı ve enerji tüketimi
Açık döngülü step motorlar sabit bir akım kullanır ve çok fazla ısı üretir. Kapalı döngü kontrolü ise yalnızca hız döngüsü için gerekli akımı sağlar ve bu nedenle motorun ısınması sorununu ortadan kaldırır.
Karşılaştırma özeti
Servo kontrol sistemleri, robot kolları gibi dinamik yük değişimleri içeren yüksek hızlı uygulamalar için en uygunudur. Step motor kontrol sistemleri ise, 3D yazıcılar, konveyörler, alt eksenler vb. gibi düşük ila orta ivme ve yüksek tutma torku gerektiren uygulamalar için daha uygundur. Step motorlar daha ucuz olduğu için, kullanıldıklarında otomasyon sistemlerinin maliyetini düşürebilirler. Servo motorların özelliklerinden yararlanması gereken hareket kontrol sistemleri, bu daha yüksek maliyetli motorların altın değerinde olduğunu kanıtlamak zorundadır.
Kapalı devre kontrolüne sahip kademeli motorlar
Entegre elektronik kontrole sahip step motor, iki fazlı fırçasız DC motorun eşdeğeridir ve konum döngüsü kontrolü, hız döngüsü kontrolü, DQ kontrolü ve diğer algoritmaları gerçekleştirebilir. Kapalı döngü komütasyonu için tek turlu mutlak enkoder kullanılır, böylece her hızda optimum tork sağlanır.
Düşük enerji tüketimi ve serin kalma özelliği
VIC step motorları son derece enerji verimlidir. Her zaman tam akım komutuyla çalışan ve ısı ve gürültü sorunlarına neden olan açık döngülü step motorlarının aksine, akım, örneğin hızlanma ve yavaşlama sırasında, hareketin gerçek koşullarına göre değişir. Servo motorlara benzer şekilde, bu step motorlarının herhangi bir anda tükettiği akım, gereken gerçek tork ile orantılıdır. Motor ve entegre elektronik kontrol kartı daha serin çalıştığı için, VIC step motorları servo motorlarla karşılaştırılabilir daha yüksek tepe torklarına ulaşabilir.
Yüksek hızlarda bile VIC step motorlar daha az akım gerektirir.
Kapalı devre teknolojisindeki gelişmeler sayesinde, step motorlar daha önce yalnızca servo motorlara ait olan yüksek performanslı ve yüksek hızlı uygulamalara da girebiliyor.
Kapalı devre teknolojisine sahip kademeli motorlar
Kapalı devre servo teknolojisinin avantajları step motorlara da uygulanabilseydi nasıl olurdu?
Hem servo motorlara benzer bir performans elde edebilir hem de step motorların maliyet avantajlarından yararlanabilir miyiz?
Kapalı devre kontrol teknolojisinin birleştirilmesiyle, step motor, düşük maliyetle hem servo hem de step motorların avantajlarını bir araya getiren kapsamlı bir ürün haline gelecektir. Kapalı devre step motorlar, performans ve enerji verimliliğinde önemli iyileştirmeler sunduğundan, giderek artan sayıda yüksek standartlı uygulamada daha pahalı servo motorların yerini alabilirler.
Aşağıda, kapalı döngü kontrolü entegre edilmiş bir VIC step motorunun performansı, kapalı döngü teknolojisine sahip step motorların avantaj ve dezavantajlarını açıklamak için bir örnek verilmiştir.
Tam olarak eşleşen performans gereksinimleri
Aşırı yüklenmeden kaynaklanan tork kaybını önlemek ve adım atlamalarını engellemek için yeterli torku sağlamak amacıyla, açık döngülü step motorların genellikle tork değerinin uygulamanın gerektirdiği değerden en az %40 daha yüksek olması gerekir. Kapalı döngülü step motorlarda bu sorun yoktur. Bu step motorlar aşırı yüklenme nedeniyle durduğunda, tork kaybı olmadan yükü tutmaya devam ederler. Aşırı yüklenme durumu ortadan kalktıktan sonra da çalışmaya devam ederler. Herhangi bir hızda maksimum tork garanti edilebilir ve konum sensörü adım kaybı olmamasını sağlar. Bu nedenle, kapalı döngülü step motorlar, ek %40'lık bir marj ihtiyacı olmadan, ilgili uygulamanın tork gereksinimlerine tam olarak uyacak şekilde tasarlanabilir.
Açık döngülü step motorlarda, adım kaybı riski nedeniyle yüksek anlık tork gereksinimlerini karşılamak zordur. Geleneksel step motorlara kıyasla, VIC kapalı döngülü step motorlar çok hızlı ivmelenme, düşük çalışma gürültüsü ve düşük rezonans sağlayabilir. Çok daha yüksek bant genişliklerinde çalışabilir ve mükemmel performans elde edebilirler.
Dolap yok
Toda, sürücü kontrol kartını motorla entegre ederek kablolama miktarını azaltır ve uygulama çözümünü basitleştirir. Toda ile kabin gerektirmeyen makineler üretebilirsiniz.
Elektronik devreleri step motorlarla entegre etmek karmaşıklığı azaltır.
Kapalı devre teknolojisiyle üretilen kapalı devre step motorlar, kullanıcılara servo motor performansı ve step motorun düşük maliyetiyle mükemmel doğruluk ve verimlilik sunar. Daha düşük maliyetli step motorlar, aksi takdirde yüksek maliyetli servo motorların hakim olduğu uygulamalara giderek daha fazla nüfuz etmektedir.
Yayın tarihi: 10 Nisan 2023