Så här fungerar kretskortet i ett industriställdon

Här hittar du information om kretskort och deras funktion rörande prestanda för LINAK^® elektriskt linjärt ställdon. Lär dig mer om kretskort med integrerad styrning och BUS-kommunikation och vilka funktioner dessa har gemensamt.

Lär dig mer om hur ställdonets positionering, mjukstart och stopp kontrolleras. Hur mätning av ström och temperatur kan skydda ställdon och industrimaskiner som detta är inbyggt i. Lär dig mer om EMC-skydd (elektromagnetisk kompatibilitet) och grundfunktionen för en H-bygel. I den här filmen förklarar vår expert Hunter Stephenson grunderna.

Vilken är den grundläggande funktionen hos en H-brygga?

Styrningen av ett ställdon baseras på en integrerad styrenhet eller H-brygga som ändrar spänningens polaritet till DC-motorn. Här kan du dra nytta av lågströmsbrytare, eftersom en hög digital signal på bara några mA får ställdonet att gå.

Den integrerade H-bryggan öppnar upp för många olika styrningsalternativ från kretskortet, såsom hastighet och rampning.

Detta är H-bryggan och i mitten finns strömanslutningen till motorns plus- och minuspoler. Fyra brytare, i detta fall transistorer, är anslutna till strömförsörjningen upptill och nedtill på H-bryggan. Dessa transistorer ersätter funktionen hos mekaniska reläer. H-bryggan styr ställdonets rörelse in och ut på ett ganska enkelt sätt. När strömmen är på måste två av transistorerna aktiveras för att strömmen ska ledas diagonalt – förbi motoranslutningen – vilket gör att motorn körs i en riktning. För att ändra riktning måste strömflödet ändras genom att inaktivera de två tidigare aktiverade transistorerna och aktivera de två andra.

Illustration av en H-brygga med brytare 1 och 4 stängda

Om du stänger brytare 1 och 4 har du plusanslutning till motorns vänstra sida och minusanslutning till den andra sidan och motorn börjar rotera i en riktning.

Illustration av en H-brygga med brytare 2 och 3 stängda

Om du däremot stänger brytare 2 och 3 har du plusanslutning till höger sida och minusanslutning till vänster sida och motorn roterar i motsatt riktning.

Hur säkerställer man exakt ställdonspositionering?

En av de viktigaste sakerna att veta är om ett ställdon är i rätt position. Den fysiska positionen för ett PCB-styrt linjärt ställdon bygger på halleffektgivare, som räknar antalet pulser per spindelvarv.

Traditionellt monterades elektriska brytare i varje ände av spindeln som kalibrerade positioneringssystemet varje gång ett fysiskt ändstopp nåddes. För att säkerställa tillförlitlig positionsfeedback från ställdonet krävdes att minst en av dessa ändlägesbrytare aktiverades regelbundet. I annat fall kan positionsfeedbacken avvika över tid på grund av att hallpulser på pulsgivaren saknas, främst när strömmen är avstängd.

På grund av denna begränsning kan en applikation där ställdonet inte använder slaglängden fullt ut resultera i felaktig positionsfeedback över tid.

En ny initieringsprincip, utvecklad av LINAK^®, har förändrat hur linjära rörelser kan initieras. Principen drar fördel av en liten magnet som är monterad i spindelmuttern och som rör sig förbi två hallsensorer på ställdonets kretskort – placerade tidigt i slaglängden vid den så kallade ”nollpunkten”. Sensorerna reagerar när magneten i spindelmuttern passerar – och skapar därmed två Hall-signaler. Mikroprocessorn kontrollerar skärningspunkten för de två magnetfälten och använder skärningspunkten som referenspunkt för initiering.

Vilka kretskortsfunktioner hjälper till att skydda maskinen?

Flera kretskort har funktioner som hjälper till att skydda maskiner som är utrustade med LINAK^® industriställdon. En pulssignal säkerställer att elektroniken fungerar på rätt sätt och funktionerna mjukstart/mjukstopp reducerar den mekaniska belastningen på maskiner och ställdon. Funktionen styrs genom att öka PWM motorstyrsignalen och fungerar på samma sätt som att stegvis släppa upp kopplingen på en bil.

Genom att mäta ström och temperatur kan man skydda PCB-elektroniken och skapa tillförlitlig ställdonsprestanda. En styrprocessor mäter strömmen genom H-bygeln och stänger strömmen om den överstiger en fördefinierad nivå. Sensorer övervakar både H-bygeltemperatur och omgivande temperatur inne i ställdonets motorhus och för att stoppa driften innan värmen uppnår skadliga nivåer.

När det gäller ställdonets EMC-skydd har PCB en lastdumpningsfunktion och polaritetsskydd. Lastdumpningsnivån för LINAK industriställdon är förinställd till 45 V. Om en spänningstopp överstiger detta värde stänger PCB ner. Polaritetsskyddet säkerställer att ställdonet inte skadas om strömkablarna är felkopplade.

Visste du att?

Ett ställdon med integrerad styrenhet minskar antalet externa komponenter och behovet av en tredjepartsleverantör av effektelektronik. Detta erbjuder även ett omfattande utbud av lättanvända gränssnitt för din design- och integrationsprocess – även i komplexa system.

De integrerade gränssnitten gör att du kan designa ställdonsrörelser snabbare och det är enklare att förverkliga deras fulla potential genom att specificera mer än bara linjär rörelse. Oavsett om dina applikationskrav är grundläggande eller avancerade så är det helt enkelt smart att välja ett ställdon med IC Integrated Controller™.