Sistem tertutupmotor stepperTelah mengubah rasio kinerja terhadap biaya dalam banyak aplikasi kontrol gerak. Keberhasilan motor progresif loop tertutup VIC juga membuka kemungkinan untuk mengganti motor servo yang mahal dengan motor berbiaya rendah.motor stepperDalam semakin banyaknya aplikasi otomatisasi industri berstandar tinggi, kemajuan teknologi mengubah rasio kinerja terhadap biaya antara motor stepper dan motor servo.
Motor stepper versus motor servo
Menurut pendapat umum, sistem kontrol servo bekerja lebih baik dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan di atas 800 RPM dan respons dinamis yang tinggi. Motor stepper lebih cocok untuk aplikasi dengan kecepatan lebih rendah, akselerasi rendah hingga menengah, dan torsi penahan yang tinggi.
Jadi, apa dasar dari anggapan umum tentang motor stepper dan motor servo ini? Mari kita analisis lebih detail di bawah ini.
1. Kesederhanaan dan biaya
Motor stepper tidak hanya lebih murah daripada motor servo, tetapi juga lebih mudah dipasang 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 secara perlahan menarik magnet dari satu posisi ke posisi berikutnya. Untuk menggerakkan motor 100 posisi ke segala arah, rangkaian memerlukan 100 operasi langkah yang dilakukan pada motor. Motor stepper menggunakan pulsa untuk mencapai gerakan inkremental, memungkinkan pemosisian yang tepat tanpa menggunakan sensor umpan balik apa pun.
Cara kerja motor servo berbeda. Motor ini menghubungkan sensor posisi—yaitu encoder—ke rotor magnetik dan terus menerus mendeteksi posisi motor yang tepat. Servo memantau perbedaan antara posisi aktual motor dan posisi yang diperintahkan, lalu menyesuaikan arus sesuai dengan perbedaan tersebut. Sistem loop tertutup ini menjaga motor dalam kondisi gerak yang benar.
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 adalah solusi yang lebih disukai di sebagian besar aplikasi kecepatan tinggi. Sebaliknya, jumlah kutub yang lebih tinggi pada motor stepper menguntungkan pada kecepatan yang lebih rendah, ketika motor stepper memiliki keunggulan torsi dibandingkan motor servo dengan ukuran yang sama.
Seiring peningkatan kecepatan, torsi motor stepper menurun.
4. Penempatan
Terdapat perbedaan penting antara motor stepper dan motor servo dalam aplikasi di mana posisi mesin yang tepat perlu diketahui setiap saat. Dalam aplikasi gerak loop terbuka yang dikendalikan oleh motor stepper, sistem kontrol mengasumsikan bahwa motor selalu dalam keadaan gerak yang benar. Namun, setelah terjadi masalah, seperti motor macet karena komponen yang tersangkut, pengontrol tidak dapat mengetahui posisi aktual mesin, yang dapat menyebabkan kehilangan posisi. Sistem loop tertutup dari motor servo itu sendiri memiliki keunggulan: jika tersangkut oleh suatu objek, motor akan segera mendeteksinya. Mesin akan berhenti beroperasi dan tidak akan pernah kehilangan posisi.
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. Sistem kontrol stepper, di sisi lain, lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan akselerasi rendah hingga menengah dan torsi penahan tinggi, seperti printer 3D, konveyor, sub-sumbu, dll. Karena motor stepper lebih murah, motor ini dapat mengurangi biaya sistem otomatisasi jika digunakan. Sistem kontrol gerak yang perlu memanfaatkan karakteristik motor servo harus membuktikan bahwa motor yang lebih mahal ini sepadan dengan harganya.
Motor stepper dengan kontrol loop tertutup
Motor stepper dengan kontrol elektronik terintegrasi setara dengan motor DC tanpa sikat dua fasa 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 dingin
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 aktual, misalnya selama akselerasi dan deselerasi. Mirip dengan servo, arus yang dikonsumsi oleh motor stepper ini pada setiap saat 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 setara dengan motor servo.
Bahkan pada kecepatan tinggi, motor stepper VIC membutuhkan arus yang lebih rendah.
Didorong oleh kemajuan teknologi loop tertutup, motor stepper mampu menembus aplikasi berkinerja tinggi dan berkecepatan tinggi yang sebelumnya hanya dikuasai 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 dari motor stepper?
Dengan menggabungkan teknologi kontrol loop tertutup, motor stepper akan menjadi produk komprehensif yang memiliki keunggulan motor servo dan motor 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 sesuai secara tepat
Untuk memastikan torsi yang cukup untuk mengatasi gangguan dan menghindari kehilangan langkah, motor stepper loop terbuka biasanya perlu memastikan bahwa torsi setidaknya 40% lebih tinggi daripada nilai yang dibutuhkan oleh aplikasi. Motor stepper loop tertutup tidak memiliki masalah ini. Ketika motor stepper ini macet karena kelebihan beban, motor akan terus menahan beban tanpa kehilangan torsi. Motor akan terus beroperasi setelah kondisi kelebihan beban dihilangkan. Torsi maksimum dapat dijamin pada kecepatan tertentu dan sensor posisi memastikan tidak ada kehilangan langkah. Oleh karena itu, motor stepper loop tertutup dapat ditentukan untuk secara tepat sesuai dengan persyaratan torsi aplikasi yang relevan tanpa perlu 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 rendah, dan resonansi rendah. Motor ini dapat beroperasi pada bandwidth yang jauh lebih tinggi dan mencapai kinerja yang sangat baik.
Tidak ada kabinet
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 performa motor servo dan biaya rendah motor stepper. Motor stepper berbiaya rendah secara bertahap mulai merambah aplikasi yang sebelumnya didominasi oleh motor servo berbiaya tinggi.
Waktu posting: 10 April 2023