Enkoderler, üst düzey hassasiyet gerektiren servo sistemler için en yaygın şekilde uygulanabilen geri besleme cihazları olsa da, Hall etkisi sensörleri ve resorverler de belirli zorlukların üstesinden gelmek için uygun seçimlerdir. Burada, bunların nasıl çalıştığını, mevcut seçenekleri ve her birinin belirli uygulamalar açısından avantajlarını ve dezavantajlarını inceleyeceğiz.
Hall Etkisi Sensörleri
Bir makinenin, hareket sisteminde hassas hız kontrolü veya yüksek çözünürlük gerektirmediği durumlarda, Hall etkisi cihazları gibi düşük maliyetli geri besleme sensörleri uygun bir seçenektir. Bu dijital açma/kapama sensörleri, elektromanyetik veya kalıcı manyetik alanın gücünü ölçer ve alanın her geçişinde bir darbe üretir.
Hall etkisi cihazları, servo motor muhafazasının içine monte edilmiş bağımsız paketler hâlinde gelir. Fırçasız servo motorlarda bu sensörler bazen stator sargılarına gömülür ve rotor mıknatısları tarafından değiştirilir. Bu cihazlar mil konumunu bildirir ve bu konum hız veya ivme verilerine de dönüştürülebilir.
Hall etkisi cihazları genellikle altı kademeli komütasyonlu servo sistemlerde kullanılır, bu nispeten basit tahrik elektroniği gerektiren bir elektronik komütasyon türüdür ve genellikle DC fırçasız sistemler için kullanılır. Hall etkisi sensörleri, yaygın olarak comcoder olarak bilinen artımlı kodlayıcılarla birlikte kullanıldığında en iyi şekilde çalışır. Bu birlikteliğin avantajı, yalnızca bir Hall etkisi cihazıyla elde edebileceğinizden daha yüksek çözünürlük elde edebilmeniz ve Hall etkisi sensörü tarafından işlendiğinden komütasyon açısını belirlemek için bir "uyandırma ve sallama" dizisi çalıştırmanıza gerek kalmamasıdır.
Ancak Hall etkisi sensörlerinin sinüzoidal kontrol yerine desteklediği trapezoidal kontrol, tork üretme açısından diğer komütasyon yöntemlerinden daha az etkili olabileceğinden bazı endüstriyel servo uygulamalarına uygun olmayabilir. Hatta daha da kötüsü, bu kaba kontrol, genellikle küçük ancak tespit edilebilir hız değişimleri üreten ani akım geçişleri nedeniyle yüksek tork dalgalanması üretebilir. Bazı durumlarda tork dalgalanması bir tahrik sisteminin genel performansını ciddi şekilde bozabilir.
Sinüzoidal akım sürücülerinde, Hall sensörleri hassas sinüzoidal komütasyon sağlamak için incremental enkoder geri beslemesiyle birlikte kullanılabilir. Servo sürücülerde Hall sensörleri aynı zamanda akım döngüsünü kapatmak için akım sensörü olarak da görev yaparlar. Diğer endüstri uygulamalarında, krank millerinin, kamların veya diğer mekanik cihazların konumunu algılamak için kullanılabilirler.
Resolverler
Çözücüler, enkoderler ile birlikte, kapalı devre hareket kontrol görevlerinin çoğunu ele alır. Bir çözücü, birincil ve iki ikincilden oluşan döner bir transformatördür. Birincil, bir AC voltajıyla beslenir. İkinciller giriş voltajını mil konumuna göre rasyometrik olarak birleştirir.
Ortaya çıkan sinüzoidal sinyaller olan sinüs ve kosinüs, sürücü denetleyicisinde çözücüden dijitale dönüştürücüler (RDC'ler) veya sürücüdeki interpolasyon yazılımı tarafından dijital sinyallere dönüştürülür. İki kutuplu (tek hızlı) bir çözücü, bir motor devrinde mutlak bir konum sinyali sağlar.
Çözücüler analog cihazlar olduğundan daha temiz sinyaller sağlarlar. Yüksek voltaj aralıkları sayesinde gürültüye karşı daha az duyarlıdırlar. Dönüştürülen çıktı çözünürlüğü genellikle sürücüde belirlenir ve 16 bite kadar olabilir. Ancak çözünürlük, maksimum frekans sınırlaması nedeniyle motor hızıyla sınırlı olabilir.
Çözücüler tek hızlı veya çok hızlı olabilir ve "hız" sayısı mekanik devir başına üretilen elektrik çevrimi sayısını belirtir (fiziksel hızla karıştırılmamalıdır). Başka bir deyişle, devir başına sayımlar çözücü "hızı" faktörüyle artar.
Çözücülerin birçok olumlu özelliği vardır: EMI gürültüsüne karşı oldukça dirençli olan sağlam cihazlardır ve ısıya, titreşime ve şoka karşı oldukça dayanıklıdırlar. Çözücüler genellikle 155 ºC olarak derecelendirilir, özel modeller 230 ºC'ye kadar dayanabilir ve hatta radyasyona dayanıklı hâle getirilebilir.
Ancak çözücüler, sinyal dönüşümü için kodlayıcı tabanlı sistemlere göre daha fazla elektronik gerektirir. Ek olarak, genellikle optik kodlayıcılardan daha az doğrudurlar ancak diş sarılı üniteler olarak bilinen bazı versiyonları bu durumu iyileştirir. Bu üniteler için kullanılan üretim teknikleri parçadan parçaya değişimi minimumda tutar, bu da çıktı doğruluğunu yaklaşık %50 artırır.
Gövdesiz fırçasız çözücüler, bakım gereksinimlerinin azalması ve içi boş miller ve ek mil uzatma seçenekleri gibi motor değişikliklerine uyum sağlayabilen büyük bir geçiş deliği nedeniyle servo motorlarda yaygın olarak kullanılır.
Daha Fazla Bilgi
Bu önemli hareket konusunda bilgi sahibi olmak için, lineer, rotary ve sinüs enkoderlere ek olarak, üst düzey seçim kriterlerini içeren Geri Besleme Cihazları başlıklı blog yazılarımızın üçünü de okuduğunuzdan emin olun. Aynı zamanda özel uygulamanızı görüşmek ve ihtiyaçlarınıza en uygun servo-döngü teknolojisi için öneriler almak üzere bir Kollmorgen mühendisiyle iletişime geçebilirsiniz.
