Harmonic Stepper

Vektorové řízení pro krokové motory

Klasické řízení krokových motorů vyžaduje předimenzování. Proud motorem je nutno nastavit tak, aby jeho výstupní moment byl dostatečný na překonání největší očekávané zátěže. Ve většině případů tvoří však největší zátež pouze nepatrné procento času provozu (např. rozjezdy).

Harmonic Stepper používá pokročilou techniku dynamického modelování a přesného řízení magnetického pole uvnitř motoru pomocí vestavěného DSP procesoru. K řízení nejsou potřeba žádné polohové senzory a zařízení si na začátku provozu vždy samo identifikuje pořebné parametry motoru. Spolu s použitím moderní spínací techniky, kromě výrazného snížení vibrací a zvýšení účinnosti, přináší Harmonic Stepper do světa krokových motorů tyto novinky:

  • V synchronním režimu energie tekoucí do motoru je právě tak velká, aby došlo k překonání aktuálního zátěžového momentu. Motor není trvale přebuzen a zkrátka si "vezme právě tolik, kolik potřebuje". Určitým omezením může být rozsah otáček a maximální rychlost nárůstu zátěžového momentu. Pro velké rychlosti nárustu, motor musí mít určitou "rezervu". Tyto parametry lze konfigurovat v závislosti na konkrétní aplikaci.
  • V asynchronním režimu se motor chová jako komutátorový motor. Otáčky neodpovídají krokovému signálu, ale pružně reagují na změnu zátěže. Eliminuje se tím riziko ztráty kroku. Při zvětšení zátěže se zkrátka sníží otáčky do oblasti, kde má motor dostatečný moment. Krokové motory už nejsou pouze „krokové”. Najdou uplatnění i pro pohon např. dopravníků a dalších pomaloběžných aplikací, kde jednoduše nahradí poruchové komutátorové motory s převodovkou.
  • Maximální dynamika při řízení konstantním proudem. Díky DTC naše řízení umožňuje maximální dynamickou odezvu motoru a minimalizuje ztrátu kroku. Účinnost spínání až 95% zaručuje extrémně nízké tepelné vyzařování a umožňuje male, kompaktní rozměry zařízení bez nutnosti objemného chladiče.
  • Dynamika a rozběhy. Zařízení umí volitelně interpolovat krokový signál. Není nutné zvyšovat krokovou frekvenci, generovanou nadřízeným kontrolérem pro dosažení výhod microsteppingu. Lze také nastavit časové konstanty rozběhů, doběhů, apod. Nadřízený systém se nemusí starat o záležitosti spojené s dynamikou motoru.
  • Měření zátěžového momentu. Zařízení průběžně monitoruje reálný zátěžový moment motoru. V případě překročení nastaveného limitu dojde ke změně stavu výstupu. Spolu s detekcí výpadku kroku lze tyto vlastnosti použít například k úspěšné detekci koncových poloh manipulátoru bez přítomnosti koncových spínačů a podobně.  

Typické příklady aplikací

  • Pohony, kde dochází k nežádoucímu přehřívání motoru vlivem zbytetčného předimenzování. Harmonic Stepper provozuje motor vždy v optimálním chodu tak, aby nebyl přebuzen.
  • Dopravníky, posuvníky, pohony navíječů a další pomaloběžné aplikace s kontinuálním provozem. Krokové motory díky absenci komutátoru a převodovky tvoří ekonomickou a velmi spolehlivou náhradu za klasické pohony s převodovkou.
  • Aplikace, kde je potřeba měření zátěžového momentu či detekce ztráty kroku. Například detekce koncových bodů manipulátorů, CNC strojů, supportů apod. Dalším typickým příkladem je automatické utahování sklíčidel, lahví či jiných závitů ve výrobní lince na nastavitelný moment.
  • Ostatní aplikace s většími nároky na ergonomii, tepelné vyzařování a jednoduchost řízení z pohledu nadřízeného systému. Vysoká účinnost spínání, malé rozměry a nízké vibrace motoru tvoří výhodné podmínky  pro nasazení I ve standardních systémech.

Downloads