Generelle Konzepte; Betriebsarten; Allgemein; Open Loop - Nanotec C5 Technisches Handbuch

5 Generelle Konzepte

5 Generelle Konzepte

5.1 Betriebsarten

5.1.1 Allgemein

Die Betriebsart von Systemen ohne Rückführung wird als Open Loop, die mit Rückführung als Closed Loop
bezeichnet. In der Betriebsart Closed Loop ist es zunächst unerheblich, ob die zurückgeführten Signale vom
Motor selbst oder aus dem beeinflussten Prozess kommen.
Bei Steuerungen mit Rückführung wird die gemessene Regelgröße (Istwert) permanent mit einer
Führungsgröße (Sollwert) verglichen. Bei Abweichungen zwischen diesen Größen regelt die Steuerung
entsprechend den vorgegebenen Regelparametern nach.
Dagegen fehlt den reinen Steuerungen die Rückführung der zu regelnden Größe. Die Führungsgröße
(Sollwert) wird lediglich vorgegeben.
Sollwert Motorsteuerung
Sollwert Motorsteuerung
Aufgrund einer fehlenden Rückführung ist bei der C5 die Betriebsart Closed Loop nicht möglich.

5.1.2 Open Loop

5.1.2.1 Einführung
Die Betriebsart Open Loop wird nur bei Schrittmotoren angewendet und ist ein reiner Stellbetrieb. Die
Felddrehung im Stator wird durch die Steuerung vorgegeben. Der Rotor folgt der magnetischen Felddrehung
ohne Schrittverluste unmittelbar, solange keine Grenzparameter - wie beispielsweise das maximal mögliche
Drehmoment - überschritten werden. Im Vergleich zum Closed Loop werden keine komplexen internen
Regelungsprozesse in der Steuerung benötigt. Dadurch sind die Anforderungen an die Steuerungshardware
wie auch an die Steuerungslogik sehr gering. Im Besonderen bei preissensitiven Anwendungen und
einfachen Bewegungsaufgaben wird deshalb die Betriebsart Open Loop vorwiegend eingesetzt.
Da es im Gegensatz zu Closed Loop keine Rückkopplung über die aktuelle Rotorposition gibt, kann auch
kein Rückschluss auf das an der Abtriebsseite der Motorwelle anstehende Gegenmoment gezogen werden.
Um eventuell an der Abtriebswelle des Motors auftretende Drehmomentschwankungen auszugleichen,
liefert die Steuerung in der Betriebsart Open Loop über den gesamten Drehzahlbereich immer den maximal
möglichen (bzw. durch Parameter vorgegebenen) eingestellten Strom an die Statorwicklungen. Die dadurch
erzeugte hohe magnetische Feldstärke zwingt den Rotor, in kürzester Zeit den neuen Beharrungszustand
einzunehmen. Diesem Moment steht jedoch das Trägheitsmoment des Rotors und des Gesamtsystems
entgegen. Unter bestimmten Betriebsbedingungen neigt diese Kombination zu Resonanzen, vergleichbar
einem Feder-Masse-System.
5.1.2.2 Inbetriebnahme
Um die Betriebsart Open Loop anzuwenden, sind folgende Einstellungen notwendig:
■ Im Objekt 2030
(Pole Pair Count) die Polpaarzahl eingeben (siehe Motordatenblatt: Ein Schrittwinkel
h
von 1,8° entspricht bei einem Schrittmotor mit 2 Phasen 50 Polpaaren und von 0,9° entspricht 100
Polpaaren).
Version: 3.2.0 / FIR-v2139
Betriebsart Open Loop
Motor
Betriebsart Closed Loop
Motor
Istwert
Prozess
Prozess
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