Интегрированные двигатели и приводы: основные преимущества

 

Основная идея проста для понимания. Интегрированная система моторного привода объединяет двигатель и привод (как минимум), но может также включать другие компоненты, такие как контроллеры или датчики.

Одно из преимуществ таких интегрированных систем очевидно; нет необходимости приобретать несколько компонентов по отдельности и тратить время  на их объединение и совместную работу. Интегрированные комбинации мотор-привод могут обычно устанавливаться "из коробки" с минимальными техническими затратами. Конструкция серводвигателя, интегрированного с приводом, повышает эффективность и надежность системы среди многих других преимуществ по  сравнению с не интегрированными конфигурациями. Купить двигател с интегрированным приводом можно на сайте https://intech-sc.com.ua/Ознакомьтесь с некоторыми преимуществами интеграции двигателей и приводов.

Оптимизация двигателя к приводу проще в интегрированной среде. Специфика двигателя может быть легко встроена в контроллер. Это включает в  себя тип обратной связи, характеристики двигателя, а также оптимальные точки для ослабления поля двигателей с непрямым постоянным  магнитом (PM). Точные параметры моделирования двигателя, используемые для сложных методов управления, легко загружаются в контроллер. Возможности  управления могут быть оптимизированы для приводимых двигателей, что экономит затраты на чрезмерную конструкцию и некоторые потери, связанные с  работой привода с более высокой мощностью, чем требуется для приложения.

Эффективность двигателя и привода повышается, потому что привод лучше согласован с двигателем, и устраняется дополнительная проводка между двигателем и приводом. Длинные разводки напрямую и косвенно увеличивают расход энергии. Непосредственная причина связана потерями от протекания тока через резистор. Из-за высокочастотного привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), эффективное сопротивление - это не просто сопротивление постоянного тока. Высокочастотные составляющие гармоник тока вызывают ток, протекающий в основном вблизи оболочки проводов, что делает их эффективное сопротивление еще более высокими. Не интегрированные  системы также теряют эффективность из-за конструктивных соображений для безопасной работы переключающих элементов - полевых транзисторов (FET) или  биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) - при наличии сильных отраженных сигналов напряжения.

Когда время передачи от переключателей к нагрузке велико по сравнению со временем переключателей привода, для драйвера и двигателя часто возникают отражения. Сигналы напряжения будут отражаться в изменении полного сопротивления между линией передачи - силовым кабелем двигателя - и двигателем и приводом. В результате отражения могут возникать пики напряжения, которые в два-три раза превышают напряжение звена шины  питания постоянного тока. Безопасная конструкция привода требует повышенного номинального напряжения для переключающих элементов для обработки этих более высоких уровней напряжения. Переключатели с более высоким напряжением имеют более высокую стоимость и более высокое сопротивление (при той же занимаемой площади полупроводника). Более высокое сопротивление этих переключателей с более высоким напряжением способствует снижению эффективности привода.

Целостность изоляции двигателя улучшается за счет устранения или минимизации скачков более высокого напряжения, возникающих в результате отражений в линии. Что касается отражений от линий с типичной изоляцией, сигнал распространяется со скоростью примерно 0,6 от скорости света - около 20 см / нс. Типичная внутренняя проводка длиной 10 см позволит отражать сигнал обратно к источнику примерно за 1 нс. Если время переключения составляет 25 нс, в период отражения изменилось бы только около 4% общей амплитуды напряжения, таким образом, отражение сохраняется примерно до 4% от напряжения на шине. Внешний кабель длиной 2,5 м или более, обычно используемый в не интегрированных конфигурациях, позволил  бы полностью отразить импульс возбуждения, если не используются согласования по сопротивлению.

Излучение и восприимчивость к электрическим шумам также значительно улучшаются за счет исключения расстояний между приводом и двигателем, а также между обратной связью и контроллером. Длинные провода создают отличные антенны, если они не были тщательно защищены. Ликвидация антенн за счет сокращения длины и малой площади петли уменьшает как излучение E-поля, так и H-поля.

Простота интеграции и запуска повышается за счет встроенных двигателей и контроллеров. Благодаря уменьшенному электрическому шуму, уменьшенной проводке и контроллеру, уже осведомленному о требованиях к двигателю и конфигурации обратной связи, настройка упрощается. Кривые крутящего момента и скорости отражают весь пакет, и здесь меньше недоразумений, чем при объединении нескольких устройств (включая кабели). 

Неинтегрированные решения могут все еще иметь некоторые преимущества, когда значительная входная / выходная (I / O) и коммуникационная проводка должна быть выведена на каждую ось, но улучшение коммуникационных шин и стандартов уменьшает преимущество, которое когда-то отдавали предпочтение компактной панели управления с далеко расположенными двигателями. от их контроля. Это особенно верно в отношении отдельных приводов и контроллеров, где провод, идущий от контроллера к драйверу, часто более чувствителен к шуму. Неинтегрированные конфигурации могут также понадобиться для специальных двигателей, очень жестких условий (таких как излучение) или там, где используются очень маленькие двигатели.

Интегрированный двигатель, контроллеры и приводы могут значительно упростить процесс проектирования и интеграции многих систем, одновременно повышая эффективность, электромагнитную совместимость, размер упаковки и повышая общую надежность.