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Controllori a 1 o 4 quadranti
In questo post parliamo delle differenze tra i due tipi di unità di comando e delle applicazioni adatte per ciascuna di loro.
Spesso i clienti ci chiedono informazioni sul tipo di unità da impiegare per la loro applicazione specifica. Uno dei vari fattori di cui tener conto quando si consiglia l'unitò di comando è il numero di quadranti: uno o quattro? maxon offre un'ampia gamma di unità di comando: alcune sono a 1 quadrante come ad esempio la gamma DEC Module mentre altre sono a 4 quadranti come le gamme ESCON, EPOS2, EPOS4 e MAXPOS. La domanda concreta è: cosa significa per il cliente e la rispettiva applicazione?
Prima di tutto vorremmo iniziare con il diagramma qui sotto, che mostra coppia e velocità del motore nei 4 quadranti di funzionamento (n = velocità, M = coppia):
Controllori di velocità a 1 quadrante (DEC Module)
Nota: nei quadranti 1 e 3 coppia e velocità del motore puntano entrambe nella stessa direzione. I controllori a 1 quadrante funzionano in questi due quadranti (qui sotto sono riportate alcune delle caratteristiche del controllore a 1 quadrante):
- Può accelerare solo la velocità del motore e la coppia nella stessa direzione (può funzionare solo nel primo o nel terzo quadrante)
- La corrente del motore può muoversi in una sola direzione
- Non presenta decelerazione/frenatura regolata (non è possibile applicare una coppia/corrente del motore in senso opposto al senso di rotazione per rallentare il motore): la frenatura quindi è lenta e gli azionamenti decelerano solo tramite attrito.
Esempi di applicazione:
- DEC Module (controllo Simple Speed): soffianti, pompe, azionamenti per unità di taglio, azionamenti per tapparelle
Controllori a 4 quadranti (ESCON, EPOS, MAXPOS)
Nota: nei quadranti 2 e 4 coppia e velocità del motore sono in direzione opposta. Con un controllore a 4 quadranti è possibile utilizzare qualsiasi quadrante riportato nel diagramma. Qui sotto sono riportate alcune delle caratteristiche del controllore a 4 quadranti:
- Mantiene la velocità in caso di cambio di carico in entrambe le direzioni (sia in fase di accelerazione che di frenatura)
- Può funzionare in tutti e quattro i quadranti
- Può frenare attivamente il motore (è possibile applicare una coppia/corrente motore opposta al senso di rotazione)
- L'energia può ritornare dal motore al controllore durante la frenatura (alimentazione di tensione)
- Risponde rapidamente agli eventuali cambiamenti della velocità nominale
- Obbligatori per il controllo di posizionamento
Esempi di applicazione:
- ESCON (controllo dinamico di corrente/velocità): Azionamenti per trasportatori, utensili manuali, scanner
- EPOS2/EPOS4 (bus di controllo per posizione, velocità, corrente): Attuatori, automazione da laboratorio, azionamenti per porte
- MAXPOS (bus di controllo altamente dinamico per posizione, velocità, corrente): Robotica, pick-and-place, elaborazione on-the-fly
Ricapitolando: sia i controllori a 1 quadrante che quelli a 4 quadranti presentano vantaggi e svantaggi. Quale tipo di controllore è più adatto all'applicazione specifica dipende solamente dalle necessità e dai requisiti dei clienti.