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 датчиками. Таким образом, схемы шаговых двигателей упрощены, а сами двигатели просты в реализации, но если что-то пойдет не так в работе, шаговый двигатель с разомкнутым контуром не будет реагировать на новые условия. В отличие от этого, система управления с замкнутым контуром позволяет разработчикам использовать данные обратной связи для исправления ошибок.

Самая простая система обратной связи с замкнутым контуром в шаговых двигателях просто предупреждает о пропущенных шагах или остановках. В более сложных конфигурациях привод выполняет микрошаг двигателя для компенсации потери шага. Органы управления генерируют команды направления и импульсов тока, которые заставляют двигатель отслеживать движение цели. С помощью энкодера элементы управления обнаруживают пропущенные шаги и на лету вставляют дополнительные шаги.

Прочитай Часто задаваемые вопросы: Что такое шаговые приводы и как они работают? для получения дополнительной информации.

Несколько предостережений: Подача полного тока во время всех активных операций приводит к перегреву шаговых двигателей, работающих под этим управлением. Некоторые импульсные преобразователи могут вызвать резонанс двигателя. Наконец, выходной крутящий момент исчезает, когда нагрузка превышает крутящий момент на выходе.

Чуть более сложным является управление положением нагрузки с помощью шагового двигателя. Благодаря этому замкнутому контуру управления положением обратная связь помогает приводному микрошаговому двигателю отслеживать перемещения цели (и оставаться на постоянной траектории) даже при изменении нагрузки. Конструкции, в которых предусмотрены такие элементы управления, должны учитывать крутящий момент при вытягивании, резонанс и нагрев (как в любой базовой шаговой системе), но привод управляет микрошагами двигателя с помощью команд направления и импульсов тока. Более конкретно, контроллер отслеживает положение системы и постоянно обновляет информацию о переместить профиль чтобы цель двигалась по моторной дорожке. Подробнее после прыжка.

Преимущества системы управления положением с замкнутым контуром по сравнению с более сложным бесщеточным серводвигателем заключаются в повышении крутящего момента шаговых двигателей, более высоком разрешении, а также в снижении стоимости и сложности. Хотя они не могут заменить серводвигатели в прецизионных приложениях, шаговые двигатели с регулировкой положения нагрузки также более надежны, чем более простые системы управления шаговыми двигателями. Они незаменимы в тех случаях, когда пропущенные шаги или повторный запуск могут снизить производительность или привести к повреждению оборудования.

Хотя подробный обзор не входит в задачи данного раздела, обратите внимание, что один из типов шагового управления является более сложным, чем управление положением груза, — полное сервоуправление. Здесь датчик отслеживает движение вала двигателя, позволяя органам управления корректировать вектор тока, чтобы конструкция отслеживала перемещения цели. Затем органы управления заставляют привод подавать ток, чтобы двигатель работал как бесщеточный двигатель с большим количеством полюсов. Таким образом, управление крутящим моментом двигателя с помощью контура регулирования положения ПИД-регулятора (без дополнительных шагов) позволяет двигателю отслеживать перемещения цели. Более того, привод выдает переменный ток, так что двигатель получает только то, что ему необходимо для размещения текущей нагрузки, и не больше и не меньше. К преимуществам этого устройства относятся полный контроль крутящего момента, возможность координировать несколько осей и отслеживать более сложные профили движения, а также более надежная и тихая работа.

Шаговые системы с замкнутым контуром NEMA 23•Страница Nanotec, посвященная интеграции с замкнутым циклом

Страница с интегрированным приводом Electrocraft