Loop tertutupmotor steppertelah mengubah rasio kinerja terhadap biaya dalam banyak aplikasi kontrol gerak. Keberhasilan motor progresif loop tertutup VIC juga membuka kemungkinan penggantian motor servo yang mahal dengan motor servo yang murah.motor stepperDalam 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 pemahaman umum, sistem kontrol servo berkinerja lebih baik dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan di atas 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 anggapan umum tentang motor stepper dan motor servo ini? Mari kita bahas lebih detail 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 stepperMotor stepper berputar secara bertahap, menggunakan kumparan magnet untuk menarik magnet secara bertahap dari satu posisi ke posisi berikutnya. Untuk menggerakkan motor 100 posisi ke segala arah, rangkaian membutuhkan 100 operasi stepper yang dilakukan pada motor. Motor stepper menggunakan pulsa untuk mencapai gerakan inkremental, memungkinkan pemosisian yang presisi tanpa menggunakan sensor umpan balik apa pun.
Metode gerak motor servo berbeda. Motor servo menghubungkan sensor posisi—atau encoder—ke rotor magnetik dan terus mendeteksi posisi motor yang tepat. Servo memantau perbedaan antara posisi aktual motor dan posisi yang diperintahkan, lalu menyesuaikan arus listrik. Sistem loop tertutup ini menjaga motor dalam kondisi gerak yang tepat.
3. Kecepatan dan torsi
Perbedaan kinerja antara motor stepper dan motor servo berasal dari solusi desain motor yang berbeda.Motor stepperMotor stepper memiliki jumlah kutub yang jauh lebih banyak daripada motor servo, sehingga satu putaran penuh motor stepper membutuhkan 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 di 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.
Ketika kecepatan meningkat, torsi motor stepper menurun
4. Penempatan
Terdapat perbedaan penting antara motor stepper dan motor servo dalam aplikasi yang mengharuskan posisi mesin yang tepat selalu diketahui. Dalam aplikasi gerak loop terbuka yang dikendalikan oleh motor stepper, sistem kontrol mengasumsikan bahwa motor selalu dalam kondisi gerak yang benar. Namun, setelah terjadi masalah, seperti motor mati karena komponen yang macet, pengontrol tidak dapat mengetahui posisi mesin yang sebenarnya, yang dapat menyebabkan hilangnya posisi. Sistem loop tertutup motor servo sendiri memiliki keunggulan: jika terjepit 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 menghasilkan banyak panas. Kontrol loop tertutup hanya menyediakan arus yang dibutuhkan untuk loop kecepatan dan dengan demikian menghindari masalah pemanasan motor.
Ringkasan perbandingan
Sistem kontrol servo paling cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi yang melibatkan perubahan beban dinamis, seperti lengan robot. Di sisi lain, sistem kontrol stepper lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan akselerasi rendah hingga sedang dan torsi penahan tinggi, seperti printer 3D, konveyor, poros gandar, dll. Karena motor stepper lebih murah, penggunaannya dapat mengurangi biaya sistem otomasi. Sistem kontrol gerak yang perlu memanfaatkan karakteristik motor servo harus membuktikan bahwa motor berbiaya tinggi ini sepadan dengan harganya.
Motor stepper dengan kontrol loop tertutup
Motor stepper dengan kontrol elektronik terintegrasi ini setara dengan motor DC brushless dua fase dan dapat melakukan kontrol loop posisi, kontrol loop kecepatan, kontrol DQ, dan algoritma lainnya. Encoder absolut satu putaran 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 dengan perintah arus penuh dan menyebabkan masalah panas dan kebisingan, arus berubah sesuai dengan kondisi pergerakan aktual, misalnya saat akselerasi dan deselerasi. Seperti halnya 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, 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 menyadari keunggulan biaya motor stepper?
Dengan menggabungkan teknologi kontrol loop tertutup, motor stepper akan menjadi produk komprehensif yang memiliki keunggulan motor servo dan stepper dengan biaya rendah. Karena motor stepper loop tertutup menawarkan peningkatan kinerja dan efisiensi energi yang signifikan, motor ini dapat menggantikan motor servo yang lebih mahal dalam berbagai aplikasi berstandar tinggi yang semakin banyak.
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 guna mengatasi gangguan dan menghindari langkah yang hilang, motor stepper loop terbuka biasanya perlu memastikan torsinya setidaknya 40% lebih tinggi daripada nilai yang disyaratkan oleh aplikasi. Motor stepper loop tertutup toda tidak memiliki masalah ini. Ketika motor stepper ini macet karena kelebihan beban, motor tersebut akan tetap menahan beban tanpa kehilangan torsi. Motor tersebut akan terus beroperasi setelah kondisi kelebihan beban dihilangkan. Torsi maksimum dapat dijamin pada kecepatan berapa pun dan sensor posisi memastikan tidak ada kehilangan langkah. Oleh karena itu, motor stepper loop tertutup dapat dispesifikasikan agar sesuai dengan kebutuhan torsi aplikasi yang relevan tanpa memerlukan margin tambahan 40%.
Dengan motor stepper loop terbuka, sulit untuk memenuhi persyaratan torsi sesaat yang tinggi karena risiko kehilangan langkah. 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 bagi pengguna, dengan performa motor servo dan biaya rendah. Motor stepper berbiaya rendah secara bertahap merambah aplikasi yang sebelumnya didominasi oleh motor servo berbiaya tinggi.
Waktu posting: 10-Apr-2023