Fırçasız motor + kodlayıcı: Yüksek hassasiyetli kapalı döngü kontrolü için anahtar kombinasyon

 

Teknolojinin hızlı gelişimi ile insanların ürün performansı için beklentileri sürekli artmaktadır. Sadece endüstriyel otomasyon, robot ve tıbbi ekipman gibi geleneksel yüksek hassasiyetli alanlarda değil, aynı zamanda tüketici elektroniği, akıllı evler ve insansız ekipman gibi birçok gelişmekte olan uygulamalarda, motorlar için daha yüksek kontrol gereksinimleri öne çıkmaya başlıyor - aynı zamanda hızlı bir şekilde kontrol edilmeli ve hassas bir şekilde yanıt verilmelidir.

 

Bu senaryolarda,Fırçasız DC Motorlar (BLDC), yüksek verimliliği, düşük gürültü ve uzun ömürleri nedeniyle temel sürüş seçimi haline geldi. Bununla birlikte, motorun özellikleri yeterince uzaktır. Gerçekten yüksek hassasiyetli ve yüksek stabilite kontrolü elde etmek için bir "kapalı döngü kontrolü" sistemi tanıtılmalıdır.

Açık döngü kontrolü ve kapalı döngü kontrolü: fark nedir

Açık döngü kontrol sisteminde, kontrolör motora talimatlar gönderir (hız veya voltaj ayarlama gibi) ve motor talimatlara göre çalışır, ancak sistem motorun beklendiği gibi gerçekleştirilip performans göstermediğini gerçek zamanlı olarak izlemez. Bu yöntem basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir ve küçük yük değişiklikleri ve düşük doğruluk gereksinimleri olan uygulamalar için uygundur.

 

Buna karşılık, kapalı döngü kontrolü, kodlayıcılar gibi sensörler aracılığıyla motorun gerçek durumunu (hız, açı veya konum gibi) sürekli olarak izler ve geri bildirim sinyallerini gerçek zamanlı olarak kontrolöre iletir. Sistem, bu geri bildirimlere göre kontrol talimatlarını sürekli olarak ayarlar, böylece kontrol doğruluğunu, stabilitesini ve anti-etkileşim yeteneğini büyük ölçüde iyileştirir.

 

Açık Döngü ve Kapalı Döngüye Genel Bakış:

Kontrol yöntemi	Açık Döngü Kontrolü	Kapalı döngü kontrolü
Herhangi bir geri bildirim var mı	HAYIR	Evet
Kontrol doğruluğu	Daha düşük	yüksek
Müdahale önleme yeteneği	Zayıf (yük dalgalanmalarından kolayca etkilenir)	Güçlü (gerçek zamanlı olarak doğru çalışma sapması)
Sistem maliyeti	Düşük (basit sistem yapısı)	Biraz daha yüksek (kodlayıcı ve diğer sensör desteği gerektirir)
Tipik uygulamalar	Fanlar, pompalar, elektrikli oyuncaklar, vb.	Otomasyon ekipmanı, robotlar, hassas tıbbi aletler, üst düzey üretim sistemleri, vb.

Bu nedenle, yüksek hassasiyetli ve güvenilir kontrol gereksinimleri arayışında, kapalı döngü kontrolü fırçasız motor sisteminin önemli bir parçası haline gelmiştir. Yüksek performanslı bir kapalı döngü sistemi oluşturmak için, kodlayıcı "algı" ve "kontrol" i bağlayan temel bileşendir.

 

Kapalı döngü kontrol sisteminde, kodlayıcı en kritik geri bildirim bileşenlerinden biridir. Motorun hızını, konumunu ve yönünü doğru bir şekilde tespit edebilir ve kesin kontrol elde etmek için bu bilgileri kontrolöre geri besleyebilir.

 

1. Kodlayıcının temel işlevi

Kodlayıcı doğrudan motora monte edilir veya motor şaftının dönüş durumunu ölçmek için motora entegre edilir. Sinyalleri gerçek zamanlı olarak çıkararak, denetleyicinin motorun geçerli konum değişikliğini belirlemesine yardımcı olur, böylece hız, konum ve açının kapalı döngü kontrolünü sağlar.

 

2. Kodlayıcı türleri

Çıktı modu ve yapısal prensibe göre, kodlayıcılar esas olarak aşağıdaki iki kategoriye ayrılmıştır:

Artımlı kodlayıcı

Artımlı kodlayıcı çıkışları sürekli darbe sinyalleri (A, B, Z sinyalleri gibi) ve kontrolör bu darbeleri sayarak hızı ve yönü belirler. Bu kodlayıcı basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir ve düşük ve orta hassas hareket kontrolü için uygundur.

 

Mutlak kodlayıcı

Her konum noktasının benzersiz bir kod değeri çıkışı vardır ve geçerli konum bilgileri elektrik kesintisinden sonra bile korunabilir. Tıbbi ekipman, robotlar, otomatik üretim hatları vb. Gibi yüksek hassasiyet ve yüksek güvenilirlik gerektiren kontrol senaryoları için uygundur.

3. Çıktı sinyal modu

Farklı kodlayıcıların farklı çıkış sinyali türleri ve arayüz yöntemleri vardır, yaygın olanlar şunları içerir:

· ABZ sinyali (artımlı): A ve B, hızı ve yönü belirlemek için kullanılan dik nabız sinyalleridir ve Z, sıfırlama veya senkronizasyon için kullanılan sıfır konum sinyalidir.

· UVW sinyali: Servo kontrol sistemi için uygun, fırçasız motor komitesi senkronizasyon sinyali için yaygın olarak kullanılır.

· SSI, RS -485 ve Canopen gibi iletişim protokolleri: çoğunlukla mutlak kodlayıcılar için kullanılırlar, konum bilgilerini dijital biçimde doğru bir şekilde iletebilir ve daha güçlü anti-etkileşim özelliklerine sahip olabilirler.

 

4. Kurulum yapısı ve ilke teknolojisi

Yapı ve algılama prensibine göre, kodlayıcılar da aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

Kurulum Yöntemi:

· Mil Uç Türü: Kodlayıcı, yüksek uyarlanabilirlik ve kolay değiştirme ile motor çıkış şaftına doğrudan bağlanır.

· İçi boş şaft tipi: Enkoder içi boştur ve mekandan tasarruf sağlayarak motor şaftına yerleştirilebilir ve kompakt kurulum.

· Entegre: Enkoder ve motor, fabrikada tamamen hata ayıklanan ve sistem entegrasyonu için uygun olan bir muhafazaya doğrudan entegre edilmiştir.

 

İndüksiyon prensibi:

· Fotoelektrik kodlayıcı: Yüksek çözünürlüklü, yüksek çözünürlüklü uygulamalar için uygun olan fasting ve fotoelektrik sensörler aracılığıyla konum sinyallerini okur.

· Manyetik Kodlayıcı: Konum bilgilerini algılamak için manyetik alan değişiklikleri kullanır. Daha sağlam bir yapıya ve daha iyi kirlilik önleyici performansa sahiptir, bu da onu endüstriyel ortamlar için uygun hale getirir.

 

Enkoder sadece bir ölçüm aracı değil, tüm kapalı döngü kontrol sisteminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Pratik uygulamalarda, yüksek hassasiyetli hareket kontrolü elde etmek için sadece kodlayıcı, fırçasız motor ve kontrolörün birlikte çalışması gerekir.

 

1. Kontrolör kodlayıcı sinyalini nasıl okur?

Kontrolör, kodlayıcı tarafından sinyal (darbe, dijital veri veya analog voltaj gibi) çıkışını alarak motor milinin hareket durumunu belirler. Denetleyici, içerideki kontrol algoritmasını (PID algoritması gibi) çalıştırır, ayar hedefi ile geçerli durum arasındaki farkı gerçek zamanlı olarak karşılaştırır ve motoru ayarlama için yönlendirmek için karşılık gelen voltaj veya akımı çıkarır.

 

Örneğin:

· Motor hızı 1000 rpm olarak ayarlanmışsa ve kodlayıcı geri bildirimi 950 rpm ise, kontrolör hedefe yaklaşmak için çıkış gücünü otomatik olarak artıracaktır.

· Motor konumu önceden belirlenmiş yörüngeden saparsa, kontrolör kodlayıcı sinyaline göre hareket yolunu hemen düzeltir.

 

2. Salon Sensörü + Enkoder Ortak Kontrol Çözümü

Birçok fırçasız motor sisteminde, salon sensörleri ve kodlayıcıları genellikle her biri farklı bir rol oynar:

· Salon sensörü: Genellikle başlangıç ​​veya düşük hızda doğru komütasyon için motor rotorun konumunu tespit etmek için kullanılır. Hızlı yanıtı ve düşük maliyeti vardır, ancak düşük çözünürlüğe sahiptir.

· Kodlayıcılar: İnce kontrol için yüksek çözünürlüklü hız ve konum bilgileri sağlayın.

 

Birlikte kullanıldığında, sistem hızlı bir şekilde başlayabilir ve çalışma sırasında yüksek hassasiyetli kontrol elde edebilir. Bu kombinasyon otomatik güdümlü araçlarda (AGV'ler), CNC ekipmanlarında, endüstriyel robotlarda ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

3. Kapalı döngü kontrolünün gerçek uygulama senaryolarının analizi

Kapalı döngü kontrolü sadece teknik bir terim değildir, aynı zamanda belirli uygulamalardaki sistem performansını doğrudan etkiler. İşte birkaç tipik örnek:

A. Hız kapalı döngü kontrolü

Rüzgar türbinleri veya yüksek hızlı santrifüjler gibi uygulamalarda, motorun sabit bir hızı koruması gerekir. Kodlayıcıdaki hız sinyalini geri besleyerek, kontrolör yük dalgalanmalarının etkisini dengelemek için çıkışı gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir.

 

B. Pozisyon Kapalı Döngü Kontrolü

Otomatik slaytlarda, kaldırma platformlarında ve endüstriyel robot kollarında, motorun belirli bir pozisyona ulaşmak için tam olarak kontrol edilmesi gerekir. Enkoder, hareket işleminin pürüzsüz olduğundan ve hedef konumda doğru bir şekilde durduğundan emin olmak için geçerli konum bilgilerini denetleyiciye geri besler.

 

C. Açı kapalı döngü kontrolü

Kamera tavası/eğimlerinde, lazer menzil bulucularında veya optik izleme cihazlarında, motorların açıların hassas dönüşünü elde etmeleri gerekir. Kapalı döngü sistemleri, küçük açıların hassas kontrolünü elde etmek için kodlayıcıların yüksek çözünürlüklü açı geri bildirimlerini kullanır.

 

Geleneksel kapalı döngü kontrol sistemlerinde, motorlar, kodlayıcılar ve kontrolörlerin genellikle seçilmesi, kurulması ve hata ayıklanması gerekir, bu da sadece mühendislik iş yükünü arttırmakla kalmaz, aynı zamanda karmaşık kablolama, sinyal paraziti ve eşleşen uyumsuzluk gibi sorunlar da getirir.

 

Bu zorlukları ele almak için VSD, fırçasız bir motor, enkoder ve denetleyiciyi fiş ve oyna kullanımı için kompakt bir yapıya entegre eden "entegre motor modülü" çözümünü başlattı.

 

1. Motor + Enkoder + Denetleyici Entegre Tasarım

VSD'nin entegre modülleri, kontrol sisteminin temel bileşenlerini önceden monte etmek ve fabrika teslimi, müşterileri karmaşık yerinde entegrasyon çalışmalarından kurtarır. Her modül, sinyal eşleştirme, arayüz uyumluluğu ve kararlı performans sağlamak için kesinlikle test edilmiş bir kapalı döngü sistemidir.

Avantajlar şunları içerir:

· Proje geliştirme döngüsünü kısaltın

· Bakım maliyetlerini azaltın

· Sistem arıza oranını azaltın

 

2. Kablolama ve hata ayıklama işlemini basitleştirin

Geleneksel sistemler genellikle birden fazla arayüz, bağlantı kabloları ve adaptörler gerektirirken, VSD modülü yalnızca bir ana güç kaynağına ve tüm kapalı döngü kontrolünün dağıtımını tamamlamak için bir iletişim arayüzüne ihtiyaç duyar. Önceden ayarlanmış parametreler, müşterilerin çoğu uygulamada karmaşık parametre ayarlamaları yapma ihtiyacını ortadan kaldırır.

 

Bu basitleştirilmiş tasarım, otomasyon entegratörleri, ekipman üreticileri ve OEM müşterileri için çok dostudur ve özellikle çok makine dağıtım senaryoları için uygundur.

 

3. Esnek kodlayıcı yapılandırması ve arayüz seçenekleri

VSD, farklı kontrol doğruluğuna ve çevre gereksinimlerine uyum sağlamak için çeşitli kodlayıcı yapılandırmalarını destekler:

· Kodlayıcı Türü: Artımlı, mutlak, fotoelektrik veya manyetik

· Sinyal Arayüzü: Destek ABZ, UVW, SSI, RS -485, Canopen, vb.

· Kurulum: Şaft ucu, içi boş şaft ve entegre kodlayıcı çözümleri mevcuttur

Müşteriler gerçek uygulamalara dayalı seçimler yapabilir ve VSD ayrıca özelleştirilmiş arayüz geliştirme ve uyarlama hizmetleri de sağlar.

 

4. Yüksek standart gereksinimleri destekleyen çok çeşitli uygulama senaryoları

VSD'nin entegre motor modülleri şu şekillerde yaygın olarak kullanılmaktadır:

· Endüstriyel robotlar ve işbirlikçi robotik kollar

· Tıbbi görüntüleme ekipmanı ve hassas teşhis platformları

· Akıllı taşıma sistemi ve lojistik otomasyon ekipmanı

· Havacılık, İHA, Optoelektronik İzleme Sistemi ve Diğer Alanlar

Her ürün türü, kapalı döngü kontrolünün stabilitesini ve verimliliğini sağlamak için farklı yüklere, hızlara, doğruluklara ve arayüz protokollerine göre yapılandırılabilir ve optimize edilebilir.

 

Kapalı döngü kontrol sistemleri modern yüksek performanslı motor uygulamaları için standart hale geliyor. Kodcuları tanıtarak, fırçasız motorlar daha hassas hız düzenlemesi, daha kararlı çalışma ve daha akıllı tepki özellikleri elde edebilir. İster endüstriyel otomasyonda, robotik kontrol veya tıbbi ekipman veya havacılık sistemlerinde, kapalı döngü kontrolü sistemin genel güvenilirliğini ve performansını önemli ölçüde artırır.

 

Profesyonel bir fırçasız motor üreticisi olarak, VSD (VSD motor) kapalı döngü kontrol çözümlerine yatırım yapmaya devam ediyor. Sadece sağlamakla kalmıyoruzYüksek performanslı fırçasız motorlar, aynı zamanda müşterilere kullanıma hazır entegre çözümler sunmak için kodlayıcıları ve denetleyicileri modülerleştirin.

 

Neden VSD'yi seçin

· Yüksek uyumluluk tasarımı: Birden çok kodlayıcı türünü ve ana akım iletişim protokollerini destekler

· Komple Özelleştirme Özelliği: Motor boyutu, hızdan geri bildirim doğruluğuna ve arayüz düzenine kadar her şey özelleştirilebilir

· Katı Kalite Kontrol Sistemi: ISO, CE ve diğer uluslararası sertifika standartlarına uygun olarak

· Tam İşlem Teknik Destek: Seçimden teslimata kadar profesyonel teknik yardım ve satış sonrası hizmet sağlayın

· Küresel Teslim Deneyimi: Ürünler Avrupa, Amerika, Japonya, Güney Kore, Orta Doğu ve diğer bölgelere ihraç edilir ve birden fazla sektördeki projelerde yaygın olarak kullanılır

Kararlı, esnek ve entegre edilmesi kolay fırçasız motor kapalı döngü çözümü arıyorsanız, lütfen VSD ekibine başvurun. Projeniz için örnek test, teknik danışmanlık ve toplu özelleştirme hizmetleri sağlayabiliriz.