Plataforma de teste Microdyno do QPT demos Como a tecnologia GAN pode melhorar o desempenho dos motores Cobot. | Crédito: qpt
O QPT introduziu o Microdyno, uma plataforma de teste de acionamento de motor de baixa tensão que demonstra o desempenho de acionamentos motores baseados em GaN de alta frequência. A plataforma foi projetada para fornecer melhor controle e eficiência, reduzindo a complexidade e o custo do sistema, com aplicações no crescente mercado de robôs colaborativos (Cobot).
Operando em velocidades de comutação de 1 MHz, o Microdyno integra um filtro compacto para fornecer uma verdadeira tensão de onda senoidal aos motores. Enquanto QptA IP é submetida a alta potência, esta plataforma de baixa tensão será usada para mostrar como pode transformar o desempenho dos COBOTs e da robótica geral através da correção dinâmica de engrenagem de torque e onda de torque e detecção de alta fidelidade dentro da unidade. Tudo isso é alcançado sem sensores ou codificadores externos caros para reduzir significativamente os custos desses sistemas, além de melhorar enormemente o desempenho em relação aos sistemas baseados em PWM padrão.
A maioria das unidades robóticas atuais operam com frequências PWM de 4 a 16 kHz, moldando a corrente em uma onda senoidal, mas deixando a tensão no motor como PWM com alta dv/dt. Alguns sistemas especializados atingem 100 kHz, mas esses desafios eletromagnéticos enfrentam e ainda são frequência muito baixa para permitir a filtragem pequena e econômica necessária para a verdadeira saída de tensão seno-seno e a filtragem EMI.
Ao extrair o desempenho máximo dos transistores GaN, é capaz de operar a cerca de 100x a frequência padrão que permite um filtro de saída muito pequeno e barato, produzindo uma tensão senoida limpa diretamente nos terminais do motor com uma proporção de sinal / ruído extremamente alta. Isso também elimina a EMI, reduz as correntes de rolamento, permite “detectar sem sensores” e permite o uso de cabos não blindados ou um acionador de motor totalmente integrado – uma mudança transformadora para a integração da robótica.
Correção dinâmica de torque Ripple e engrenagem: Compensação em tempo real usando a tecnologia QSense integrada do QPT, detectando tensão e distúrbios atuais nos domínios de tempo e frequência, graças à alta relação sinal / ruído de um acionamento de onda senoidal.
O QControl permite a resolução de 14 bits na frequência do conversor PWM de 1MHz, permitindo ondas senoidárias de alta precisão. A imagem mostra a largura do pulso sendo controlada em 40 etapas de picossegundos. | Crédito: qpt
Precisão e suavidade: A tecnologia QControl do QPT é capaz de gerar os sinais de 1MHz com precisão de picossegundos. Os pequenos filtros entregam os verdadeiros sinais de controle mais limpo, proporcionando sinais de controle mais suave, proporcionando um movimento mais suave crítico para a montagem delicada e a robótica médica.
Diagnósticos sem sensores de alta fidelidade: A saída de onda senoidal limpa suporta o monitoramento avançado de torque e vibração para detecção avançada e manutenção preditiva. O acionamento do motor pode detectar e relatar a causa de qualquer vibração no sistema, tudo sem a necessidade de sensores externos caros.
Integração compacta e leve: A comutação de 1 MHz reduz o tamanho do filtro e a unidade, permitindo que as unidades do motor sejam totalmente integradas aos motores nas articulações robóticas.
Custos mais baixos do sistema e de desenvolvimento: Com os filtros integrados, o cabeamento blindado caro não é necessário. O EMC também é muito mais simples, a vida útil do motor é prolongada, codificadores caros e sensores podem ser removidos e um desempenho muito maior pode ser alcançado a partir de motores mais baratos.
AI ativada para projetos de próxima geração: O Microdyno estabelece as bases para o processamento local de IA para melhorar o desempenho de cada motor e uma solução baseada em nuvem para monitorar e otimizar em uma frota de sistemas de motores elétricos, como uma linha de produção inteira de máquinas-ferramentas ou robôs.
O Microdyno demonstra a arquitetura do QPT a 48V para robótica e cobots, mas a tecnologia subjacente é totalmente escalável. Usando a embalagem Qattach proprietária do QPT, as mesmas vantagens de onda senoidal de alta frequência se estendem a sistemas 400V e 800V. A saída de onda senoidal também desbloqueia a capacidade do design de módulos multifásicos que podem ser usados em paralelo para atingir os níveis de energia de megawatt com uma gama muito menor de módulos para os OEMs de acionamento por motor enfrentarem.
