Интегрированные приводы

Особенности интегрированных приводов. Схемы интеграции

Системы шаговых двигателей имеют естественную тенденцию резонировать на определенных скоростях. Интегрированные приводы способны автоматически вычислять собственную частоту системы и применяют демпфирование относительно алгоритма управления. Это способствует значительному улучшению стабильности на средних частотах, а также обеспечивает существенно более высокие скорости и более лучшее распределение крутящего момента и увеличение времени наработки на отказ. В интегрированных схемах двигателей и приводов, в большинстве случаев, применяется микрошаговая эмуляция, при помощи которой система с низким разрешением способна обеспечивать плавное движение. Такие приводы могут принимать ступенчатые импульсы с низким разрешением и создавать движение с высоким разрешением. Помимо этого, шаговым двигателям присущи колебания крутящего момента на низких оборотах, влияющие на профиль движения двигателя. Интегрированная система способна применять отрицательную гармонику с целью противодействия данному эффекту. Сглаживание командного сигнала смягчает эффект немедленных изменений скорости и направления, что делает движение двигателя менее резким. Другое преимуществом такой системы - способность уменьшать износ механических составляющих. При запуске, привод измеряет параметры двигателя, в том числе сопротивление и индуктивность, а потом использует полученную информацию для оптимизации производительности всей системы.

В настоящее время существуют и более сложные схемы интеграции, которые состоят из компактного двигателя, шагового сервопривода, контроллера и энкодера. Такая схема системы обеспечивает ряд преимуществ, основными из которых являются:

1. Точность управления и плавный ход.
2. Замкнутый рабочий цикл - возможность регулировки положения и скорости без необходимости подключения дополнительных устройств.
3. Простота настройки - отсутствие необходимости дополнительной ручной регулировки.
4. Экономичное использование энергии при низкой отдаче тепла.
5. Высокое быстродействие при изменении режима работы.

Кроме прямого управления интегрированным приводом, имеется возможность запрограммированной работы при помощи Q-команд.

Применение и недостатки интегрированных приводов

Интегрированные приводы широко используются:

• в интеллектуальных конвейерах, которые требуют сортировки одновременно с продвижением груза;
• на осях линейного перемещения для крупномасштабных 3d-печатных машин;
• на конвейерах, традиционных и интеллектуальных, которые подлежат промывке;
• в текстильном производстве, которое основано на большом количестве согласованных осей двигателя с целью правильного управления материалом-полотном;
• при дуговой сварке, при которой электромагнитные помехи могут мешать используемым традиционным методам передачи данных с обратной связью по энкодеру.

Кроме устранения необходимости в нескольких компонентах и работы по обеспечению совместной работы всех этих компонентов, другое преимущество интегрированных приводов заключается том, что у них меньшее количество деталей в конструкциях. Меньшее количество внешних подключений означает меньшее количество кабелей и разъемов, что способствует снижению затрат на подключение. Кроме того, современные достижения в области микроконтроллеров и силовой электроники являются причиной того, что интегрированные приводы работают более бесшумно, чем традиционные, а такие устройства могут быть размещены ближе к обмоткам двигателя. Для интегрированных двигателей, в которых все сигналы двигателя являются постоянными.

Несмотря на все преимущества интегрированных приводов, им свойственны некоторые недостатки, основными из которых являются:

1. Вероятность того, что все производители технологического оборудования могут оказаться привязаны к одному интегрированному поставщику.
2. Ограниченные возможности конфигурации.