Der PWM-Zyklus
Ein perfekter PWM-Anschaltzyklus liegt unterhalb von <200ns, ist hoch effizient, übt wenig Stress aus und hat vernachlässigbare EMV-Abstrahlung. Ein perfekter PWM-Abschaltzyklus, der ebenfalls sehr schnell (<100ns) und effizient ist, zieht trotzdem eine niedrige Belastung und vernachlässigbare elektromagnetische Störung sowie keine Spannungsspitzen nach sich. Die Elmo-Servoantriebe bieten hier einen besonderen Wirkungsgrad: Hier verbraucht ein Elmo-Antrieb bei 50V/50A rund 17W, während Konkurrenzfirmen unter den gleichen Bedingungen eine Dissipation von 120W angeben. Aufgrund des schnellen und reibungslosen An- und Abschaltvorgangs, der vernachlässigbaren elektromagnetischen Störung und den reibungslosen und linearen Übergängen bietet der Gold Twitter folgende Leistungen:
- • rund 4000W mit Verlustleistungen unter 20W
- • hohe Geschwindigkeit und präzise Positionierung
- • kurze und präzise Reaktionszeit
- • außergewöhnlich große Stromreglerlinearität
- • dynamischer Bereich von 2000:1
- • umfangreiches Sortiment an Regelungsfiltern, um jeder Servolastanforderung gerecht zu werden
Hohe Leistungsdichte
Die Dichte der Ausgangsleistung ist beim Modell Gold Twitter fünf bis sechs Mal höher als bei der Gold-Hornet-Serie, die nach Angaben von Elmo bislang Weltmeister in Bezug auf Ausgangsleistungsdichte war. Daraus resultiert weniger abzuleitende Wärme ohne Reduzierung von Störungen durch externe Mittel und kleinere Volumen, so dass der Regler auf die bewegte Last innerhalb des Motors oder neben den Motor montiert werden kann. Dadurch reduziert sich zudem der Verkabelungsaufwand. Alle oben aufgeführten Ergebnisse verbrauchen weniger Energie. Leichtere Maschinen senken ebenfalls die erforderliche Leistung und den Energiebedarf. Ein sanftes, stabiles und schnell reagierendes Drehmoment ist nicht nur für die Servo-Leistung unverzichtbar, sondern auch für die Reduzierung des Verbrauchs und unerwünschter Oberschwingungen. Die Qualität des erzeugten Drehmoments wird von zwei wichtigen Funktionen bestimmt: von der Vektorregelung und der Stromregelung. Für hochqualitative Drehmomente müssen Stromstärke und Motorkennlinie so nahe wie möglich an einer sinusförmigen Wellenform sein. Eine hochleistungsfähige Vektorregelung kombiniert mit der richtigen Kommutierung, ergibt das höchste, gleichmäßige und stabile Drehmoment. Dadurch ist es nicht mehr nötig, mehr Strom einzuspeisen und mehr Energie zu verbrauchen, um das benötigte Drehmoment zu erreichen. Die Leistung des Stromreglers wird von den drei Fähigkeiten des Servoantriebs vorgeschrieben:
- • Stromregelungs-Bandbreite
- • Stromregelungs-Reaktionszeit
- • Stromregelungs-Dynamikbereich
Das fortschrittliche und saubere Design des Leistungsstufen- und Stromreglerbetriebs in Verbindung mit dem Tool Elmo Application Studio 2 (EASII) ermöglicht eine bestmögliche Stromreglerleistung, wodurch genau das benötigte Drehmoment zur Beanspruchung geliefert wird, ohne überschüssige Energie, ohne Verbrauchüberschreitungen oder Transienten.
Geschwindigkeits- und Positionsregelung
Sehr große Bandbreiten sowie eine hohe Präzision der Strom-, Geschwindigkeits- und Positionsregelung werden mit der Hilfe von EASII abgestimmt. Das Tool führt den Anwender durch den gesamten Umsetzungsvorgang und damit zu einer bestmöglichen Auslegung der mechanischen Beanspruchung mit vernachlässigbaren parasitären Effekten. Die moderne und funktionale Servosteuerung von Elmo ermöglicht es in vielen Fällen, die mechanischen parasitären Effekte abzuschwächen, wodurch sehr teure mechanische Modifizierungen vermieden werden. Das trägt ebenfalls zu einer grüneren Lösung bei. Bild Z zeigt anhand eines Diagramms das Beispiel einer sehr schnellen, reibungslosen, schwingungsfreien Bewegung, die von einem Servoantrieb erreicht wurde, nachdem Konfiguration und Abstimmung unter Einsatz von EASII durchgeführt wurden. Das Resultat waren eine sehr schnelle Reaktion, wenig Überschwingen, eine hohe Auflösung sowie ein stabiler und vibrationsfreier Betrieb.
