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凤凰平台官网技术大革新

文章来源:锐特凤凰平台官网 时间:2019-11-08 09:45:10 浏览:

  当今的步进电动机具有反馈,智能和增加的转矩密度以增强性能。

  传统上,凤凰平台官网一直是运动界的主力军,虽然魅力十足,但效果却不错。尽管它们无法达到伺服电动机的转矩或速度水平,但它们长期以来为各种低技术应用(例如印刷和医疗诊断)提供了一种更简单,更经济的解决方案。现在,随着硬件和软件的进步,凤凰平台官网比以往任何时候都更加精确,智能和强大。

  凤凰平台官网的特征是转子磁体被多个绕组包围(见图1)。通常,电动机以步进阶段的顺序运行,这只是一系列命令,这些命令以设置的时间增量为各相供电,以使电动机以离散的步进而不是连续地运动。

  步进电动机通常开环运行。它们不包含反馈,而是通过跟踪从起始位置开始执行的步数来监视位置。与伺服电机相比,凤凰平台官网具有更少的组件,更简单的电子设备以及最少的故障点,因此安装起来更容易且成本更低。

  永磁凤凰平台官网还有一个不错的功能-断电时它们会保持其位置。MICROMO应用工程师Bob Martucci说:“关闭电源后,直流电机将非常容易旋转,而凤凰平台官网将使您感到棘手。您必须将其旋转出其中一个位置,才能获得动力。它可以运动,特别是如果有变速箱的话。”

  当然,该技术有其局限性,其中之一就是速度。凤凰平台官网中的转矩在高速下会下降,因为电流在各相之间切换得如此之快,以至于没有足够的时间在线圈中达到其全部值。在电动机达到最大转矩值之前,驱动器已经在给下一个线圈通电。

  对于高速应用,伺服电机可能比凤凰平台官网提供更好的解决方案。“在NEMA 34电机中,混合式凤凰平台官网可以达到数千RPM,” Portescap项目经理Dave Beckstoffer说。“一旦超过了那一步,那么您将不得不使用伺服电机解决方案。”

  根据Beckstoffer的说法,NEMA 34代表了凤凰平台官网和伺服电机技术之间的转折点。他说:“任何NEMA 34以下及以下的堆栈对于步进机来说更具成本效益,”。“ NEMA 34两层及以上堆栈对于伺服电机更具成本效益。”

  新功能和改进功能

  近年来,凤凰平台官网技术出现了许多新趋势。也许最重要的是扭矩密度的急剧增加。多年来,凤凰平台官网的标准是圆柱形铝镍钴(AlNiCo)磁体。如今,AlNiCo已被更奇特的钕替代,后者提供了更高的能量含量。磁场强度的提高使凤凰平台官网的扭矩密度水平提高了一倍。突然之间,电动机可以以相同的外形尺寸提供更高的输出转矩。可替代地,产生一定量的扭矩所需的电动机的尺寸已经急剧减小。

  实际上,不断缩小的外形构成了凤凰平台官网的另一趋势。“微型化就是问题,” Martucci说。“今天,您可以获得直径为6毫米的凤凰平台官网,并在其上安装了6毫米的行星齿轮箱。它打开了新的应用程序。由于尺寸要求,有些设备以前不能使用凤凰平台官网,而现在,它们可以像分析仪中的滤光轮或百叶窗驱动器那样使用。”

  磁体形状因数的变化也导致了这种小型化。最新的设计是圆盘磁铁步进器,其中薄的圆盘形磁铁替代了传统的圆柱状磁铁(见图2)。较小,较轻的磁体可减少惯性,从而使电动机可以实现比标准设计更高的速度和更快的加速度。折衷是增加成本,这主要是由电动机的独特设计驱动的。

  闭环

  凤凰平台官网开环运行有点像一个好小女孩-工作时很好,但如果不行,问题就很严重。如果应用程序的扭矩超过凤凰平台官网的能力,则电机可能会失去同步并失去步距。这不仅会引入错误,而且由于设备正在开环运行,因此系统无法检测到错误或确定负载在空间中的确切位置。

  扭矩过载的常见原因是过载惯性或振动。避免这些问题的最佳方法是适当调整设备尺寸。这意味着对电机规格采取非常保守的方法。Martucci说:“您可以依靠的速度转矩常数的最大值实际上仅是公布的速度转矩曲线的70%,或者,如果您想更加安全,则为50%。”

  保守的大小调整是控制位置误差的一种方法。使用反馈提供了另一个。经验法则是伺服电机运行闭环,而凤凰平台官网运行开环。如今,对于某些应用而言,运行凤凰平台官网闭环已经很有意义。当然,这种方法增加了成本和复杂性,但在某些情况下可能是值得的。Beckstoffer说:“您要闭环的主要原因是在电机故障可能危及生命的应用中。” “如果您有打印机应用程序,突然之间就出现了严重的卡纸,那么电动机无法实现其运动这一事实就没什么大问题了。”

  即使使用了附加的软件和硬件,在某些情况下,闭环凤凰平台官网仍比伺服电机更具优势。Beckstoffer指出:“总体而言,电子设备仍比伺服电机简单。” “基本上,您只是在命令步骤并读取位置,而不是在监视绕组电流或伺服电机所需的换向。”此外,闭环凤凰平台官网可能适合较小的形式比同等的伺服马达

  离散形式的运动带来了凤凰平台官网闭环运行的挑战之一。电机每次完成一个步骤,都会在其平衡位置附近振荡。取决于系统中的惯性量,这种振铃可以使运动的外观达到电子设备记录编码器脉冲的地步,从而引入了反馈回路要消除的误差。必须小心进行系统设计和测试,以确保不会发生这种情况。

  监视位置

  闭环系统测量其位置中的错误并采取措施进行纠正。换句话说,这是一个滞后的或被动的设计。在某些应用中,凤凰平台官网的部分价值在于它们的开环运行消除了命令与运动之间的时间间隔-当系统命令步进时,凤凰平台官网将步进。在最小化误差的同时保持同步的一种方法是使用诸如编码器之类的反馈设备来定期检查位置,并确保该设备在用户定义的窗口内运行。这通常是在运动控制器刷新率的时间尺度上进行的-大约10到20 ms-而不是像伺服电动机那样的微秒。

  施耐德电气公司(北卡罗莱纳州奈德代尔市)运动产品经理Sam Bandy说,这种方法可以在不显着增加成本的情况下提高性能。他说:“这不是闭环控制,而是监视控制。如果您在步进器上主动闭合环路,则会失去步进器的独特功能。打印或校平等应用程序都没有反应装置,他们需要具有同步设备。”(请参见图3)

  检测缺失步骤的第三种方法是无传感器控制。无传感器控制不是在系统中添加编码器或其他位置传感器,而是使用系统固有的特性来获取性能数据。

  绕组中的电流例如可以指示围绕指令位置的振荡程度。Marquette大学(威斯康星州密尔沃基)工程设计专业的Robert C. Greenheck主席Kevin Craig说:“ 转子上没有传感器,您可以监视未通电状态下发生的情况。”磁场,它将导致电流流动。您可以使用该信息(系统中已经固有的信息)来了解系统的工作状况,并更好地控制它。”

  将数据与详细的模型结合起来可以通过观察者控制提供最佳的系统性能优化方法。如果系统包括未充分利用的微控制器,而许多系统都采用这种方法,则该方法将在不增加成本的情况下提高性能。

  数据和建模的结合可以为精度问题提供创新的解决方案。Craig说:“您不必以固定的时间增量一个接一个地激励相,您可以随时激励相。您甚至可以倒退并激励以前的相,以将我们称为电子阻尼的相加。系统。”

  克雷格(Craig)的团队在复印机应用程序上进行工作,在该应用程序中,精加工站中灵活,快速移动的草捆臂振动得足以使凤凰平台官网错步(见图4)。克雷格(Craig)的团队没有通过机械手段解决诸如僵硬或机械阻尼手臂的问题,而是通过向相反运动方向供电的相位以电子方式解决了问题(参见图5)。Craig说:“您踩刹车,使其在接近目标时减速。” “只需以特定的方式以特定的电流水平为相供电,这将非常廉价地阻尼系统。确实花了一个下午的时间。”

  智能,更高的扭矩密度以及精确性能的新选择,使凤凰平台官网成为越来越多应用领域的首选技术。Bandy说:“由于凤凰平台官网在相同的物理尺寸上提供了更多的功率,因此它们为那些不需要非常精确的控制但需要低速和高转矩操作的应用降低了成本。” “您可以选择一个步进器,从而降低系统成本并减少设置时间。”为了实现高性能,没有什么比伺服电机更好。但是,对于需要在成本和易用性与性能之间取得平衡的应用中,凤凰平台官网提供了正确的答案。

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