Silniki prądu stałego są stosowane w różnorodnych aplikacjach – w wielu gałęziach przemysłu jak też w urządzeniach medycznych czy automatyce produkcyjnej. Sterowniki dla tych napędów pozwalają w optymalny sposób wykorzystać ich możliwości dla danej aplikacji. Firma Wobit oferuje funkcjonalne sterowniki własnej produkcji.

W aplikacjach z silnikami o mocy do kilkudziesięciu watów najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest zastosowanie szczotkowego silnika prądu stałego. Popularną serią silników jest np. 1.61.077.xxx (rys. 1) produkcji niemieckiej firmy Buehler Motor. Model 1.61.077.414 ze zintegrowaną przekładnią planetarną przy zasilaniu napięciem 12 V DC pobiera znamionowy prąd 0,85 A. Prędkość obrotowa silnika wynosi 40 obr./min przy momencie znamionowym 100 Ncm. Silnik o średnicy Φ26 mm i wałku Φ6 mm ma masę zaledwie 200 g. Gdy potrzebna jest precyzyjna kontrola pracy silnika, można go dodatkowo wyposażyć w enkoder inkrementalny, np. w model SE22 o rozdzielczości 200 imp./obr. zasilany napięciem 5 V (TTL).

Rys. 1. Silnik prądu stałego z przekładnią planetarną z serii 1.61.077.xxx firmy Buehler Motor

Sterownik SDC106E

Sterownikiem najlepiej nadającym się do kontroli opisanego wyżej napędu jest SDC106E (rys. 2). Sterownik jest przeznaczony do współpracy z silnikami prądu stałego do 6 A z enkoderem i pozwala na regulację położenia oraz prędkości silnika. Urządzenie jest zasilane napięciem 10…24 V DC i może pracować w czterech trybach:
• regulacji położenia,
• regulacji prędkości w formie listy instrukcji,
• regulacji prędkości zadawanej z potencjometru (0…5 V),
• regulacji prędkości do wartości wybranej za pomocą trzech wejść cyfrowych.
Istnieje także możliwość mieszania trybów z programu sterującego.
SDC106E wyposażony jest w możliwość zapamiętywania listy rozkazów, dzięki czemu po jednokrotnym zaprogramowaniu napęd może autonomicznie realizować wprowadzony program. Przygotowane listy rozkazów pozwalają na realizację najróżniejszych zadań, od bardzo prostego sterowania silnikiem aż po realizację złożonej trajektorii ruchu bądź powtarzalne i precyzyjne pozycjonowanie w jednej osi. Samo przygotowanie listy instrukcji jest proste i intuicyjne dzięki dedykowanemu oprogramowaniu SDC106E-PC. Program daje również możliwość konfiguracji wszystkich parametrów silnika.

Rys. 2. Sterownik SDC106E do współpracy z silnikami prądu stałego do 6 A

Sterownik SID1812

Mocniejsze napędy, jak silnik szczotkowy 1.13.063.417 (rys. 3) o średnicy Φ63,5 mm i masie 1600 g wymagają mocniejszego sterownika. Silnik 1.13.063.417 ma moc 105 W i osiąga moment znamionowy 25 Ncm przy prędkości obrotowej 3300 obr./min. Przy napięciu zasilania 24 V DC pobierany prąd ma wartość 5,6 A. Silnik można dostosowywać do wymagań danej aplikacji poprzez zastosowanie dodatkowych uszczelnień podnoszących stopień ochrony, modyfikację uzwojenia czy długości wałka.
Sterownik dedykowany do współpracy z silnikami DC o prądzie maksymalnym 12 A to SID1812. Urządzenie umożliwia regulację prędkości i kierunków obrotu silnika. Prędkość jest zadawana przez zewnętrzny potencjometr lub sygnał analogowy 0… 5 V, np. ze sterownika PLC. Sterownik wyposażony jest również w optoizolowane wejścia cyfrowe, za pomocą których można zezwolić na pracę silnika, zmienić kierunek jego obrotów, uruchomić hamowanie, a także włączyć funkcję miękkiego startu i nawrotu. SID1812 jest zasilany napięciem z zakresu 10…25 V DC i wyposażony jest w zabezpieczenia nadprądowe i termiczne, a także we wskaźnik LED sygnalizujący zasilanie, stan pracy oraz przeciążenie silnika.

Rys. 3. Silnik prądu stałego serii 1.13.063.xxx

Sterownik SID1812E

Bardzo popularnym silnikiem prądu stałego, chętnie stosowanym przede wszystkim w automatyce produkcyjnej, jest model 1.61.050.463 (rys. 4) ze zintegrowaną przekładnią zębatą. Napęd o wadze 1000 g ma średnicę wałka zdawczego Ć8 mm. Przy zasilaniu napięciem 24 V DC pobiera prąd o wartości 1,8 A. Znamionowy moment obrotowy 290 Ncm napęd ten osiąga przy prędkości 61 obr./min. Przekładnia zębata o przełożeniu 46,7:1 ma trzy stopnie przełożenia. Silnik można dodatkowo wyposażyć w enkoder inkrementalny o rozdzielczości 400 imp./obr., zasilany napięciem 5 V (TTL). Taki zestaw napędowy znajduje zastosowanie np. w automatyzacji linii produkcyjnej, gdzie służy do cyklicznego napędzania taśmociągu przesuwającego elementy w jedną stronę.
Aby skutecznie pozycjonować silnik, niezbędne jest zastosowanie odpowiedniego sterownika, w tym przypadku SID1812E (rys. 5). Jest to rozszerzona wersja modelu SID1812, która jest przystosowana do współpracy z enkoderem.

Rys. 4. Silnik prądu stałego z przekładnią zębatą z serii 1.61.050.xxx

Rys. 5. SID1812E – sterownik przystosowany do współpracy z enkoderem

Urządzenie jest wyposażone w dwa wyjścia tranzystorowe o obciążalności 500 mA, które mogą być dowolnie zaprogramowane. SID1812E posiada cztery wejścia do obsługi zewnętrznych elementów, takich jak np. wyłączniki krańcowe. Sterownik ma również łącze USB (opcjonalnie RS485), które poza komunikacją z programem pozwala również na sterowanie w czasie rzeczywistym. Do konfiguracji parametrów sterownika przeznaczone jest oprogramowanie SID1812E-PC, z którego pomocą w łatwy sposób można również stworzyć listę instrukcji do wykonania.

Rys. 6. Sterownik SIB195 do pracy z silnikami BLDC

Sterownik SIB195

Firma Wobit przygotowała również sterownik SIB195 do pracy z silnikami BLDC. SIB195, zasilany napięciem w zakresie 12…36 V DC, umożliwia pracę z silnikami o prądzie maksymalnym do 5 A. Maksymalny prąd może być ograniczony za pomocą wbudowanego potencjometru. Sterownik posiada wejścia cyfrowe zezwolenia na pracę i zmiany kierunku (ENABLE i DIR), natomiast prędkość zadawana jest za pomocą sygnału analogowego 0…10 V. Dodatkowo silnik może być sterowany poprzez sygnały wysyłane przez magistralę Modbus RTU RS485. Wraz z odpowiednim silnikiem bezszczotkowym, np. 1.25.037.203 firmy Buehler Motor, napęd można zastosować w wentylatorach, wózkach samojezdnych czy w automatycznych bramkach wejściowych do sklepów.
Poza sterownikami przedstawionymi powyżej Wobit oferuje sterowniki do silników szczotkowych i bezszczotkowych DC o prądzie ciągłym do 30 A (100 A w piku) i napięciu 70 V DC. Więcej informacji o sterownikach i silnikach prądu stałego można uzyskać na stronie internetowej www.silniki.com.

Opracowano
na podstawie materiałów
firmy Wobit