Czy standardowy silnik może być używany z płytką serwonapędu?

W dziedzinie automatyki przemysłowej i sterowania ruchem wielu użytkowników zadaje sobie pytanie: czy można używać standardowych silników z płytką serwonapędu?
Odpowiedź brzmi: ogólnie nie-, nie bezpośrednio.
Chociaż zarówno silniki standardowe, jak i serwomotory należą do dziedziny silników, różnią się one znacznie konstrukcją, sposobem sterowania i zasadą działania. Płyty napędowe serwo to układ sterowania zaprojektowany specjalnie dla silników serwo. Bezpośrednie podłączenie do standardowego silnika nie tylko może nie zapewnić dokładnego efektu sterowania, ale może również spowodować, że sprzęt nie będzie działał prawidłowo, a nawet uszkodzi napęd lub silnik.
Oto szczegółowa analiza dlaczego.

1. Jaka jest różnica między silnikiem standardowym a serwomotorami?

Silnik standardowy jest używany głównie do ciągłego napędu obrotowego, a wymagania dotyczące kontroli prędkości i położenia są stosunkowo niskie. Z drugiej strony serwosilniki służą do precyzyjnego sterowania ruchem i mogą precyzyjnie regulować położenie, prędkość i moment obrotowy.
Główne różnice są następujące:
Porównanie|Silnik standardowy|Silnik serwo
metoda kontroli|głównie sterowanie w-pętli otwartej|kontrola w pętli zamkniętej-
Dokładność pozycjonowania|Niższy|Pozycjonowanie o wysokiej-precyzyjności
Opinia o koderze|Zwykle nie i zawiera standardowy koder
Szybkość reakcji|Standardowe|Szybka reakcja
Typowe zastosowania|Wentylatory, pompy, przenośniki|Roboty, CNC, urządzenia automatyki
Ze względu na różne metody sterowania płyta serwonapędu wymaga-sprzężenia zwrotnego z enkodera w czasie rzeczywistym, czego zwykle nie zapewniają standardowe silniki.

2. Dlaczego nie można używać standardowych silników bezpośrednio z płytką serwonapędu?

Podstawą działania płyty serwonapędu jest sterowanie w pętli zamkniętej.
W sposób ciągły zbiera dane z enkodera serwomotoru, w tym:
Aktualna pozycja silnika
Prędkość obrotowa
Obrót
Rzeczywiste obciążenie
Sygnał wyjściowy jest następnie dostosowywany w czasie rzeczywistym zgodnie z poleceniami sterującymi, aby zapewnić precyzyjny ruch.
Standardowe silniki zazwyczaj nie mają enkoderów przekazujących informację zwrotną o stanie pracy do płyty napędowej; w rezultacie płyta serwonapędu nie może zapewnić prawidłowego sterowania.
Połączenia wymuszone mogą prowadzić do:
Nie udało się uruchomić
Chybanie/wibracje silnika
Zamknięte z powodu alarmu
Alarmy usterek enkodera
Aktywacja zabezpieczenia nadprądowego
Uszkodzenie napędu

3. Które standardowe silniki mogą współpracować z układami serwonapędów?

Chociaż większości standardowych silników nie można podłączyć bezpośrednio do płytek serwonapędów, niektóre można zmodyfikować, aby uzyskać sterowanie podobne do serwonapędu.
Na przykład:
Zainstaluj koder
Niektóre silniki prądu przemiennego mogą być wyposażone w enkodery inkrementalne lub absolutne, które zapewniają kontrolę-w pętli zamkniętej poprzez udostępnianie informacji zwrotnej o lokalizacji i prędkości. Jednak takie rozwiązania często wymagają sterowników obsługujących odpowiedni protokół kodera i wymagają profesjonalnego debugowania.
Użyj dedykowanego systemu sterowania w-pętli zamkniętej
Niektóre falowniki o-wydajnej wydajności obsługują sterowanie wektorowe w-pętli zamkniętej i mogą poprawić dokładność sterowania za pomocą enkoderów.
Chociaż ich wydajność jest zbliżona do systemów serwo, nadal pozostają daleko w tyle za prawdziwymi systemami serwo pod względem dynamiki reakcji i dokładności pozycjonowania.

4. Kiedy wybrać serwomotor?

Jeśli wymagane są następujące funkcje, zaleca się zastosowanie serwomotoru i pasującego do niego serwonapędu:
Pozycjonowanie o wysokiej-precyzyjności
Wieloosiowe-sterowanie synchroniczne
Szybki start/stop
Stały moment wyjściowy
Bieg z dużą-szybkością
Wysoka dokładność pozycjonowania;
Zautomatyzowana kontrola produkcji
Typowe zastosowania obejmują:
Roboty przemysłowe
Obrabiarki CNC
Sprzęt do cięcia laserowego
Maszyny pakujące
Zautomatyzowany sprzęt montażowy
Sprzęt półprzewodnikowy
Linie do produkcji baterii litowych
Taki sprzęt zwykle wymaga systemu sterowania-w pętli zamkniętej, aby spełnić wymagania produkcyjne.

V. Jakie zastosowania nadają się do silników standardowych?

Silniki standardowe są nadal bardziej ekonomiczną opcją w przypadku urządzeń, które nie wymagają precyzyjnego pozycjonowania ani dużej-szybkości.
Przykłady obejmują:
Fani
Lakierki
Sprężarka powietrza
Taśmy przenośnikowe
Sprzęt hybrydowy
Układy wydechowe
Sprzęt chłodniczy
Urządzenia te na ogół wymagają jedynie ciągłej, stabilnej pracy bez skomplikowanego sterowania ruchem.

6. Jak wybrać odpowiedni sterownik?

Przy wyborze opcji sterownika należy wziąć pod uwagę następujące czynniki, zgodnie z wymaganiami sprzętowymi:
Potrzebujesz kontroli lokalizacji
Potrzeba synchronizacji prędkości
Potrzeba precyzyjnego pozycjonowania
wahania obciążenia
Odpowiedź na wymagania dotyczące prędkości
Kompatybilność systemu sterowania
Budżet kosztów
Jeśli urządzenie jest proste w obsłudze, posiada tylko jeden standardowy silnik i napęd VFD oraz jeśli wymagane jest złożone sterowanie ruchem, należy wybrać serwomotor i pasujący serwonapęd, aby uzyskać większą dokładność sterowania i stabilność działania.

Często zadawane pytania:

P1: Czy standardowy silnik prądu przemiennego można podłączyć bezpośrednio do serwonapędu?
Zwykle nie. Większość standardowych silników prądu przemiennego nie ma sprzężenia zwrotnego z enkoderem, a serwonapędy wymagają-do prawidłowego działania informacji o lokalizacji i prędkości w czasie rzeczywistym, dlatego nie można ich sparować bezpośrednio.

Pytanie 2: Czy zainstalowanie enkoderów na standardowych silnikach zmieni je w system serwo?
Zainstalowanie enkodera poprawia możliwości sterowania, ale to nie znaczy, że standardowy silnik jest dokładnie taki sam jak serwomotor. Struktura wewnętrzna, prędkość reakcji, charakterystyka momentu obrotowego i algorytm jazdy silnika wpływają na ostateczną wydajność, więc rzeczywiste wyniki często nie spełniają standardów ustalonych przez profesjonalne systemy serwo.

Wniosek: nawiąż współpracę z doświadczonym dostawcą usług EMS

Wybór optymalnego poziomu niezawodności PCBA nie polega na domyślnym wyborze najwyższego i najdroższego poziomu-, ale na osiągnięciu dokładnego, opartego na danych-zgodności pomiędzy środowiskiem fizycznym aplikacji, wymaganym okresem użytkowania, zgodnością z przepisami i budżetem.

W TECOO Electronics (Wenzhou) Co., Ltd. posiadamy ponad dwudziestoletnie doświadczenie w produkcji elektroniki (założone w 2002 roku). Dostarczamy dostosowane, kompleksowe-rozwiązania EMS we wszystkich zakresach niezawodności, obsługujące zaawansowane globalne łańcuchy dostaw bez narzutów na strategiczne wdrażanie za granicą-przekazując surowe zalety strukturalne i łańcucha dostaw bezpośrednio naszym partnerom OEM.

Potrzebujesz certyfikowanej oceny niezawodności swojego następnego projektu?

Nie zostawiaj niezawodności swojej płyty przypadkowi. Skontaktuj się z zespołem inżynierów TECOO już dziś, aby uzyskać bezpłatną analizę-projektu-produkcji (DFM), strategii identyfikowalności komponentów i konsultacji na temat naprężeń środowiskowych dla nadchodzącego projektu PCBA.
[Uzyskaj profesjonalną wycenę i recenzję DFM w ciągu 24 godzin] Odwiedź nas na: www.tecooems.com