Sterowanie w pętli zamkniętej Przynosi więcej wartości aplikacji do silnika krokowego
Silniki krokowe o zamkniętej pętli (hybrydowy silnik serwo) zapewniają wysoką dokładność i wydajność w zastosowaniach wymagających wydajności silnika servo.
Postęp technologiczny zmienia stosunek ceny do wydajności silników krokowych i serwomotorów, aby sprostać różnorodnym wymagającym aplikacjom automatyki przemysłowej. W przypadku technologii z zamkniętą pętlą niektóre ekonomiczne silniki krokowe znalazły zastosowanie w aplikacjach, które są uważane za nieodpowiednie dla droższych aplikacji serwomotorów. Postęp technologiczny zmienia stosunek ceny do wydajności silników krokowych i serwomotorów, aby sprostać różnorodnym wymagającym aplikacjom automatyki przemysłowej. Dzięki zastosowaniu technologii z zamkniętą pętlą, tańsze silniki krokowe przemieszczają się w obszary, które są uważane za droższe serwosilniki.
Konwencjonalna mądrość mówi, że systemy sterowania serwo są korzystne dla aplikacji wymagających prędkości powyżej 800 obr./min i wymagają bardzo dynamicznej odpowiedzi. Silniki krokowe są lepszym wyborem do zastosowań, które działają z niską prędkością, wytwarzają niskie do umiarkowanego przyspieszenie i wymagają wysokiego momentu trzymania.
Gdy silniki krokowe o zamkniętej pętli (hybrydowy silnik servo) są przeciążone, aby zatrzymać się, pozostają bez utraty momentu obrotowego. Po usunięciu obciążenia blokującego będą nadal działać. Maksymalny moment obrotowy przy dowolnej zadanej prędkości może być zagwarantowany bez utraty przez czujnik pozycji liczby kroków. Dlatego wybór silników krokowych o zamkniętej pętli może ściśle odpowiadać wymaganiom momentu obrotowego ich zastosowania, bez konieczności dodatkowego marginesu o 40%.
W przypadku silnika krokowego o otwartej pętli trudno osiągnąć wysoki moment chwilowy ze względu na ryzyko utraty liczby stopni. Silniki krokowe o zamkniętej pętli mogą osiągać bardzo szybkie przyspieszenia, mogą działać cicho, mają mniejszy rezonans niż tradycyjne silniki krokowe i mogą pracować przy wyższych szerokościach pasma. Konstruktorzy silników krokowych integrują systemy elektroniczne z silnikami, aby zmniejszyć okablowanie, uprościć implementację i wdrożyć maszyny bez obudowy.
Globalna firma z branży automatyzacji udoskonaliła precyzyjne obrabiarki CNC do produkcji i sprzedaży ram okiennych i drewnianych. Zamiast używać serwosilników, zamiast niego zastosowano silniki krokowe o zamkniętej pętli. Przed przejściem aplikacja i proces produkcji ram drewnianych wymagały użycia od 20 do 30 pneumatycznych i elektronicznych serwosilników w każdej maszynie. Koszt serwosilników jest głównym czynnikiem w całkowitym koszcie każdej maszyny. Dodatkowa liczba kabli wymaganych dla pojedynczego, kodera serwomotoru zamontowanego w szafie wydłuża czas instalacji i dodatkowo komplikuje prace konserwacyjne.
W projekcie pilotażowym redukcji kosztów zastosowano silniki krokowe o zamkniętej pętli zamiast serwosilników w maszynie do obróbki drewna, aby sprawdzić, czy silniki krokowe osiągnęły swoje cele wydajnościowe. Zmieniać tylko silnik, kontroler ruchu i protokół komunikacyjny pozostać niezmieniony. Kilka miesięcy później, dzięki wsparciu technicznemu, firma zdecydowała, że jego maszyna napędzana silnikiem krokowym osiągnęła swój cel wdrożenia. Dzięki integracji silnika krokowego i systemu elektronicznego wymagana jest mniejsza liczba kabli, dzięki czemu prace konserwacyjne są również łatwiejsze.
Następnym krokiem jest ustalenie, czy maszyna, na której jest zainstalowany silnik krokowy, spełnia dokładność, przyspieszenie, zużycie energii i inne kryteria wydajności. Po miesięcznym okresie próbnym firma odkryła, że silniki krokowe o zamkniętej pętli umożliwiły maszynom spełnienie wszystkich specyfikacji technicznych i wymagań dotyczących wydajności maszyny, przy jednoczesnym zmniejszeniu złożoności i obniżeniu kosztów każdej maszyny o ponad 5%.
Silniki krokowe o zamkniętej pętli mogą zmieniać opłacalność sterowania ruchem. Doskonała dokładność i energooszczędność pozwalają silnikom krokowym działać w obszarach, w których dominują droższe serwosilniki. Silniki krokowe o zamkniętej pętli mogą być stosowane w aplikacjach wieloosiowych, pozycjonujących podczas zmiany obciążenia i aplikacji wymagających cichej pracy, krótkiego czasu ustalania i wymagań wysokiej dokładności.