Loop tertutupmotor langkahtelah mengubah rasio kinerja terhadap biaya dalam banyak aplikasi kontrol gerak. Keberhasilan motor progresif loop tertutup VIC juga telah membuka kemungkinan untuk mengganti motor servo yang mahal dengan motor servo yang murah.motor langkahDalam semakin banyaknya aplikasi otomasi industri berstandar tinggi, kemajuan teknologi mengubah rasio kinerja terhadap biaya antara motor stepper dan motor servo.
Motor stepper versus motor servo
Menurut pengetahuan umum, sistem kontrol servo bekerja lebih baik dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan lebih dari 800 RPM dan respons dinamis tinggi. Motor stepper lebih cocok untuk aplikasi dengan kecepatan rendah, akselerasi rendah hingga sedang, dan torsi penahan tinggi.
Jadi, apa dasar dari pengetahuan umum tentang motor stepper dan motor servo? Mari kita bahas lebih rinci di bawah ini.
1. Kesederhanaan dan biaya
Motor stepper tidak hanya lebih murah daripada motor servo, tetapi juga lebih mudah dioperasikan dan dirawat. Motor stepper stabil saat diam dan mempertahankan posisinya (bahkan dengan beban dinamis). Namun, jika kinerja yang lebih tinggi diperlukan untuk aplikasi tertentu, motor servo yang lebih mahal dan kompleks harus digunakan.
2. Struktur
Motor stepperberputar secara bertahap, menggunakan kumparan magnet untuk menarik magnet secara bertahap dari satu posisi ke posisi berikutnya. Untuk menggerakkan motor 100 posisi ke arah mana pun, rangkaian memerlukan 100 operasi langkah yang harus dilakukan pada motor. Motor stepper menggunakan pulsa untuk mencapai gerakan bertahap, memungkinkan pemosisian yang tepat tanpa menggunakan sensor umpan balik apa pun.
Metode gerak motor servo berbeda. Motor ini menghubungkan sensor posisi - yaitu encoder - ke rotor magnetik dan terus mendeteksi posisi motor yang tepat. Servo memantau perbedaan antara posisi motor yang sebenarnya dan posisi yang diperintahkan dan menyesuaikan arus sesuai dengan itu. Sistem loop tertutup ini menjaga motor dalam keadaan gerak yang benar.
3. Kecepatan dan torsi
Perbedaan kinerja antara motor stepper dan motor servo berasal dari solusi desain motor yang berbeda.Motor steppermemiliki jumlah kutub yang jauh lebih banyak daripada servomotor, sehingga putaran penuh motor stepper memerlukan lebih banyak pertukaran arus lilitan, yang mengakibatkan penurunan torsi yang cepat pada kecepatan yang meningkat. Selain itu, jika torsi maksimum tercapai, motor stepper dapat kehilangan fungsi sinkronisasi kecepatannya. Karena alasan ini, motor servo merupakan solusi yang lebih disukai dalam sebagian besar aplikasi kecepatan tinggi. Sebaliknya, jumlah kutub motor stepper yang lebih banyak menguntungkan pada kecepatan yang lebih rendah, ketika motor stepper memiliki keunggulan torsi dibandingkan motor servo dengan ukuran yang sama.
Saat kecepatan meningkat, torsi motor stepper berkurang
4. Penempatan
Terdapat perbedaan penting antara motor stepper dan motor servo dalam aplikasi yang mengharuskan posisi mesin yang tepat diketahui setiap saat. Dalam aplikasi gerakan loop terbuka yang dikendalikan oleh motor stepper, sistem kontrol mengasumsikan bahwa motor selalu dalam keadaan gerakan yang benar. Namun, setelah masalah ditemukan, seperti motor macet karena komponen macet, pengontrol tidak dapat mengetahui posisi mesin yang sebenarnya, yang dapat menyebabkan hilangnya posisi. Sistem loop tertutup motor servo sendiri memiliki kelebihan: jika macet oleh suatu objek, ia akan segera mendeteksinya. Mesin akan berhenti beroperasi dan tidak akan pernah keluar dari posisinya.
5. Konsumsi panas dan energi
Motor stepper loop terbuka menggunakan arus tetap dan mengeluarkan banyak panas. Kontrol loop tertutup hanya menyediakan arus yang diperlukan untuk loop kecepatan dan dengan demikian menghindari masalah pemanasan motor.
Ringkasan perbandingan
Sistem kontrol servo paling cocok untuk aplikasi berkecepatan tinggi yang melibatkan perubahan beban dinamis, seperti lengan robot. Di sisi lain, sistem kontrol stepper lebih cocok untuk aplikasi yang memerlukan akselerasi rendah hingga sedang dan torsi penahan tinggi, seperti printer 3D, konveyor, poros gandar, dll. Karena motor stepper lebih murah, motor ini dapat mengurangi biaya sistem otomasi saat digunakan. Sistem kontrol gerak yang perlu memanfaatkan karakteristik motor servo harus membuktikan bahwa motor berbiaya lebih tinggi ini sepadan dengan harganya.
Motor stepper dengan kontrol loop tertutup
Motor stepper dengan kontrol elektronik terintegrasi setara dengan motor DC brushless dua fase dan dapat menjalankan kontrol loop posisi, kontrol loop kecepatan, kontrol DQ, dan algoritme lainnya. Encoder absolut putaran tunggal digunakan untuk komutasi loop tertutup, sehingga memastikan torsi optimal pada kecepatan berapa pun.
Konsumsi energi rendah dan tetap sejuk
Motor stepper VIC sangat hemat energi. Tidak seperti motor stepper loop terbuka, yang selalu beroperasi pada perintah arus penuh dan menyebabkan masalah panas dan kebisingan, arus berubah sesuai dengan kondisi pergerakan yang sebenarnya, misalnya selama akselerasi dan deselerasi. Mirip dengan servo, arus yang dikonsumsi oleh motor stepper ini pada saat tertentu sebanding dengan torsi aktual yang dibutuhkan. Karena motor dan papan kontrol elektronik terintegrasi beroperasi lebih dingin, motor stepper VIC dapat mencapai torsi puncak yang lebih tinggi yang sebanding dengan motor servo.
Bahkan pada kecepatan tinggi, motor stepper VIC membutuhkan arus yang lebih sedikit
Didorong oleh kemajuan teknologi loop tertutup, motor stepper mampu menembus aplikasi kinerja tinggi dan kecepatan tinggi yang sebelumnya hanya dimiliki oleh motor servo.
Motor stepper dengan teknologi loop tertutup
Bagaimana jika keunggulan teknologi servo loop tertutup dapat diterapkan pada motor stepper?
Bisakah kita mencapai kinerja yang sebanding dengan motor servo sambil tetap mewujudkan keunggulan biaya motor stepper?
Dengan menggabungkan teknologi kontrol loop tertutup, motor stepper akan menjadi produk yang komprehensif dengan keunggulan motor servo dan stepper dengan biaya rendah. Karena motor stepper loop tertutup menawarkan peningkatan signifikan dalam kinerja dan efisiensi energi, motor ini dapat menggantikan motor servo yang lebih mahal dalam semakin banyak aplikasi berstandar tinggi.
Berikut ini adalah contoh motor stepper terintegrasi VIC dengan kontrol loop tertutup tertanam untuk menjelaskan kinerja serta kelebihan dan kekurangan motor stepper dengan teknologi loop tertutup.
Persyaratan kinerja yang disesuaikan secara tepat
Untuk memastikan torsi yang cukup untuk mengatasi gangguan dan menghindari langkah yang hilang, motor stepper loop terbuka biasanya perlu memastikan bahwa torsi setidaknya 40% lebih tinggi dari nilai yang dibutuhkan oleh aplikasi. Motor stepper loop tertutup toda tidak memiliki masalah ini. Ketika motor stepper ini macet karena kelebihan beban, mereka akan terus menahan beban tanpa kehilangan torsi. Mereka akan terus beroperasi setelah kondisi kelebihan beban telah dihilangkan. Torsi maksimum dapat dijamin pada kecepatan apa pun dan sensor posisi memastikan bahwa tidak ada kehilangan langkah. Oleh karena itu, motor stepper loop tertutup dapat ditentukan agar benar-benar sesuai dengan persyaratan torsi dari aplikasi yang relevan tanpa perlu margin tambahan 40%.
Dengan motor stepper loop terbuka, sulit untuk memenuhi persyaratan torsi instan yang tinggi karena risiko langkah yang hilang. Dibandingkan dengan motor stepper konvensional, motor stepper loop tertutup VIC dapat mencapai akselerasi yang sangat cepat, kebisingan operasional yang rendah, dan resonansi yang rendah. Motor ini dapat beroperasi pada bandwidth yang jauh lebih tinggi dan mencapai kinerja yang sangat baik.
Tidak ada lemari
Toda mengintegrasikan papan kontrol penggerak dengan motor, mengurangi jumlah kabel dan menyederhanakan solusi implementasi. Dengan Toda, Anda dapat membangun mesin tanpa kabinet.
Mengintegrasikan elektronik dengan motor stepper mengurangi kompleksitas
Dengan teknologi loop tertutup, motor stepper loop tertutup menawarkan akurasi dan efisiensi yang sangat baik kepada pengguna, dengan kinerja motor servo dan biaya motor stepper yang rendah. Motor stepper berbiaya rendah secara bertahap merambah aplikasi yang sebelumnya didominasi oleh motor servo berbiaya tinggi.
Waktu posting: 10-Apr-2023