Stappmótorar og servómótorar

Hægt er að nota þrepa og servó með Bimba OLE stýrisbúnaði. Þeir eru besta mótortæknin fyrir stöðustýringu. Val á því hvaða á að nota fer eftir hraða, tog, verði og oft afhendingartíma. Eftirfarandi umfjöllun útskýrir muninn á tækninni tveimur.

Steppa mótor hönnun

Stigamótorar eru kallaðir „stafrænir mótorar“ vegna þess að þeir hreyfast í skrefum, eins og vísurnar á klukku. Þegar fyrsta spólan er spennt, jafnast snúðartennurnar við tennurnar í fyrstu vafnings- og haldastöðu statorsins. Þegar önnur vindan er spennt, hreyfast tennurnar í snúningnum örlítið og samræmast seinni stator vinda og halda stöðu. Heildarhreyfingin í þessu dæmi er eitt heilt skref.

Venjulega eru 200 skref á snúningi við 1,8 gráður í hverju skrefi. Þróun rafrænna skrefhreyflastýringa hefur gert skrefmótora mögulega. Rafeindatæki þurfa að knýja vafningarnar á réttum tíma með réttri spennu og straumi, í réttum fasa og í réttri röð. Stýringar hafa þróast til að geta hreyft þrepamótora í allt að 20,000 skrefum á hvern snúning, sem gefur 100 sinnum fínni hreyfingu (0,018 gráður í skrefi).

Íhlutir stigmótorkerfis

Til þess að skilja frammistöðu stigmótora er gagnlegt að skilja íhluti stigmótorkerfis.

Mótor og stýrisbúnaður:Líttu á mótor og stýrisbúnað saman sem jafngildi arms. Það mun ekki hreyfast án orku.

• Framleiðsla: Álag og hraði álagsins sem hreyfist.
• Inntak: Kraftur frá stepper driver.

Stýribúnaður:Tækið sem útvegar vöðvanum til að hreyfa handlegginn kallast stýribúnaður.

• Framleiðsla: Mótorvindurnar fá afl í réttu magni og í réttri röð til að færa "arminn" stýribúnaðarins í þá átt sem óskað er eftir. Virkjarar þurfa aflgjafa, svo sem DC aflgjafa. Spennuframleiðsla DC aflgjafans er send beint til mótorvinda í gegnum stýrisbúnaðinn. Straumur og spenna yfir mótorvindurnar er í réttu hlutfalli við togúttak mótorsins og því í réttu hlutfalli við afkastagetu hreyfilsins. Almennt séð, því meiri spenna og straumur, því hærra er þrýstingurinn. Yfir ákveðnum punkti mun hækkun á straumi aðeins auka hitastig mótorvinda, ekki togi.
• INPUT: Tekur við stigapúlsum og stefnuskipunum frá stjórnanda. Hver rafræn stigpúls breytir því hvernig mótorvindurnar eru virkjaðar, sem aftur veldur því að mótorinn snýst eitt þrep, sem hreyfir stýrisbúnaðinn.

Stjórnandi:hugsaðu um stjórnandann sem heilann sem stýrir vöðvunum.

• Úttak: Skref- og stefnupúlsar eru veittir til drifsins. Ýmsar úttakar eru einnig veittar til PLC, þar á meðal samskipti yfir rútur (RS232, RS485, Ethernet IP, Profibus, osfrv.), merki á staðnum, viðvörun og bilunarúttak.
• Inntak: Snjöll og kerfisbundin stjórnun á aðföngum úr ýmsum áttum.

Segulrofar

Skynjarar annars staðar í vélinni
Forritanleg stjórnandi úttak
Strætósamskipti frá PLCs
Merki um kóðara frá mótorum

Kóðari:Kóðarinn er "auga" kerfisins. Það segir stjórnandanum hvort skipanir hans hafi verið framkvæmdar. Stýringin ber saman stepper púlsana sem hann sendir til drifsins við púlsana sem hann fær frá kóðaranum. Ef púlsarnir sem hann sendir eru jafnir púlsunum sem hann fær, veit stjórnandinn að skipun hans hefur verið framkvæmd. Ef þeir eru ekki jafnir, stillir stjórnandinn mótorinn þar til hann fær réttan fjölda kóðunarpúlsa.

Til að auðvelda umræðu, skilur kerfisblokkskýringarmyndin alla hagnýtu íhluti á þægilegan hátt. Algengt er að framleiðendur sameini aðgerðir. Til dæmis hafa stýringar oft innbyggða drif og sumir með innbyggðum aflgjafa. Sumir mótorar eru með innbyggðum kóðara og sumir eru með innbyggðum drifum og stjórnendum. Sumar PLC eru með innbyggðum stýringar.

Afköst skrefamótors
Stigamótorar hafa eðlislæga kosti:

• Stöðumótorar eru ódýrustu stöðustýringarmótortæknin.
• Hægt er að nota skrefamótora í opinni lykkju án þess að þurfa að nota kóðara.
• Skrefmótorar veita mjög hátt tog á lágum hraða.
• NEMA rammastærðir eru fáanlegar með stöðluðum festingum og skaftþvermáli.

Skrefmótorar hafa ókosti:

• Þó að þrepamótorar veiti hátt tog á lágum hraða, minnkar snúningskrafturinn hratt með auknum hraða.
• Skrefmótorar geta orðið ósamstilltir; það er að segja ekki samstillt við stepper púlsana sem koma frá stjórnandanum. Með öðrum orðum, stepper púlsunum frá stjórnandanum er breytt í raforku fyrir vafningar mótorsins, en mótorinn snýst ekki. Þetta gerist þegar togið sem þarf til að færa álag fer yfir toggetu mótorsins á æskilegum hraða. Til að forðast þetta vandamál:
• Auka stærð mótorsins. Stærð mótorinn þannig að hann veiti tvöfalt hæsta togið sem krafist er.
• Dragðu úr hraðanum að þeim stað þar sem tog mótorsins er nægjanlegt.
• Aukið spennuna á mótorvindurnar (stór aflgjafi).
• Auka strauminn til mótorvindanna (stór aflgjafi).
• Notaðu kóðara til að fylgjast með staðsetningu og leiðrétta skref sem ekki hefur tekist.
• Erfitt að samstilla vegna þess að villuleiðrétting er gerð í lok höggsins, ekki stöðugt í rauntíma.
   

Servó mótor hönnun
Samkvæmt skilgreiningu er servó hvaða tæki sem er með endurgjöf. Servomotors eru með spólur á statornum sem eru virkjaðar af servódrifli eða magnara í röð sem veldur því að segulsnúningurinn snýst (snúningur). Til þess að stjórnandinn geti ákvarðað hvaða vinda á að virkja næst verður hann að vita núverandi stöðu snúningsins. Þessi skynjun er framkvæmd með því að nota Hall skynjara eða dual function encoders.

Servó mótor kerfishlutar
Blokkmynd servókerfis er sú sama og skrefmótorkerfis, þó að íhlutirnir séu tæknilega ólíkir. Servó magnarar eru virkni jafngildir skrefmótordrifum. Eins og með þrepamótora eru aðgerðir venjulega sameinaðar af framleiðanda.

Afköst servo mótor
Servó hafa eðlislægan kost:

• Mikill hraði
• Mikil hröðun
• Mikil nákvæmni
• Hærra tog á meiri hraða
• Auðvelt er að samstilla marga mótora (rauntíma villuleiðréttingu)

Servó hafa eðlislæga ókosti:

• Flóknara kerfi en stigmótorar
• Mótor verður að vera stilltur til að ná sem bestum árangri
• Dýrara kerfi en stigmótorar
• Minni tog á lægsta hraða en stigmótorar
• Óstöðluð uppsetningarrúmfræði (fer eftir framleiðanda) og þvermál skafts
• Minni tog á lágum hraða en stigmótorar af samsvarandi stærð
   

Afleiðingar fyrir notkun með rafmagnsstýringum
Hvaða tækni sem er notuð verður hún að passa við hönnun stýrisbúnaðarins.

• Lághraða servó getur ekki náð sömu afköstum á lághraða stýrisbúnaði og stigmótor.
• Það að skipta um þrepamótor fyrir servó á sama stýrisbúnaðinum mun ekki endilega framleiða meiri þrýsting á meiri hraða, þar sem aðrir íhlutir stýrisbúnaðar geta takmarkað afköst.

Það fer eftir notkun, það eru kostir við hverja af tveimur mótortækni. Hægt er að nota eftirfarandi töflu sem leiðbeiningar.