Управление положением нагрузки — это форма управления шаговым двигателем с замкнутым контуром.
Это правда, что шаговые двигатели могут работать с разомкнутым контуром, поскольку они не нуждаются в корректировке контроллера на основе обратной связи с датчиком. Таким образом, схемы шаговых двигателей проще, и двигатели просты в реализации, но если что-то пойдет не так в приложении, шаговый двигатель с разомкнутым контуром не будет реагировать на новые условия. Напротив, управление с замкнутым контуром позволяет разработчикам использовать данные обратной связи для исправления ошибок.
Самая простая обратная связь с замкнутым контуром в конструкциях на основе шаговых двигателей просто предупреждает о пропущенных шагах или остановках. В несколько более сложных установках привод выполняет микрошаг двигателя для компенсации потери шага. Органы управления генерируют команды направления и импульса тока, чтобы заставить двигатель отслеживать перемещения цели. С помощью энкодера элементы управления обнаруживают пропущенные шаги и вставляют дополнительные шаги на лету.
Прочитай Часто задаваемые вопросы: Что такое шаговые приводы и как они работают? для получения дополнительной информации.
Несколько предостережений: При подаче полного тока во время всех активных операций шаговые двигатели, работающие под этим управлением, перегреваются. Некоторые импульсные транзисторы могут возбуждать моторный резонанс. Наконец, выходной крутящий момент исчезает, когда нагрузка превышает момент вытягивания.
Немного более сложным является управление шаговым двигателем в зависимости от положения нагрузки. Благодаря этому замкнутому контуру управления положением обратная связь помогает приводу микрошагового двигателя отслеживать перемещения цели (и оставаться на устойчивой траектории) даже при изменении нагрузки. Конструкции, включающие такие элементы управления, должны учитывать крутящий момент вытягивания, резонанс и проблемы с нагревом (присущие любой базовой шаговой системе), но привод выполняет микрошаг двигателя с помощью команд направления и импульсов тока. Более конкретно, контроллер отслеживает положение системы и постоянно обновляет переместить профиль чтобы заставить цель двигаться по моторной дорожке. Еще больше после прыжка.
Преимущества управления положением с замкнутым контуром по сравнению с более сложным управлением бесщеточным серводвигателем заключаются в большем крутящем моменте шаговых двигателей, более высоком разрешении, а также в меньшей стоимости и сложности. Хотя они не могут заменить серводвигатели в прецизионных приложениях, конструкции шаговых двигателей с регулировкой положения нагрузки также более надежны, чем более простые системы управления шаговыми двигателями. Они незаменимы там, где пропущенные этапы или перезапуск могут привести к снижению производительности или риску повреждения оборудования.
Хотя полный обзор выходит за рамки данного часто задаваемого вопроса, обратите внимание, что один тип шагового управления является более сложным, чем управление положением груза — полное сервоуправление. Здесь энкодер отслеживает движение вала двигателя, позволяя элементам управления отточить вектор тока, чтобы заставить конструкцию отслеживать перемещения цели. Затем органы управления заставляют привод подавать ток, чтобы двигатель вел себя как бесщеточный двигатель с большим количеством полюсов. Таким образом, контроль крутящего момента двигателя с помощью контура регулирования положения ПИД-регулятора (без дополнительных шагов) позволяет двигателю отслеживать перемещения цели. Более того, привод выдает переменный уровень тока, так что двигатель получает только то, что ему необходимо для позиционирования текущей нагрузки, и не больше и не меньше. Преимущества здесь включают полный контроль крутящего момента; возможность координировать несколько осей и отслеживать более сложные профили движения; а также более жесткую и тихую работу.
Шаговые системы с замкнутым контуром NEMA 23•Страница Nanotec, посвященная интеграции с замкнутым циклом
Свежие комментарии