בתחום של בקרת תנועה(Motion control), דיוק התנועה יכול להוות אתגר בתנאי סביבה לא שגרתיים בייחוד ביישומים צבאיים. חברה אשר יודעת להתמודד עם אתגרים אלו ופיתחה מגוון פתרונות יחודיים לסביבות אלה היא Advanced Motion Controls (AMC), המשלבת בצורה מיטבית ויעילה פתרונות תרמיים, חוסן סביבתי, עמידות בפני רעידות והגנה מפני חדירת מים/לחות במערכות ההנעה שלהם, פתרונות אלו מביאים אותם להיות מובילי שוק ולהוביל חדשנות בתחום.
בנוסף, הדרייברים הללו מהווים פתרון ורסטילי לכל סוגי המנועים, ולכל סוגי המשובים (Feedbacks) הסטנדרטיים והמיוחדים כאחד
סקירה כללית של ניהול תרמי:
ניהול תרמי ומעבר חום יעיל הוא עקרון בסיסי לפעילות אמינה של רכיבים אלקטרוניים, במיוחד בבקרת תנועה.
בעולם אתגרי זה ניתן להשתמש בטכנולוגיות ובשיטות מגוונות על מנת להתמודד עם מעבר חום, החל משימוש בצלעות קירור ועד מאווררים ותכניות מיתוג מתקדמות, מה שמבטיח פיזור חום יעיל.
תכנון מקדים הכולל התייחסות לפיזור ומעבר חום, מאפשר הימנעות משינויים בהמשך התכנון, גודל מזערי ומפחית תקלות הנובעות מטמפרטורת יתר של הרכיבים האלקטרוניים כגון יישומים של דרייבר סרוו ומנועי BLDC.
מגוון המוצרים לכל אורך מכלול הפתרונות שהחברה מציעה מאפשר בחירה של מוצר עם וללא צלעות קירור ומאווררים מובנים. בהרבה מקרים נדרש מהיישום פתרון יחודי לפי דרישת המהנדס המתכנן, גמישות התכנון המתאפשרת החל בשילוב הכרטיס האלקטרוני של הדרייבר בסכימת הקירור של הפתרון הכולל של הלקוח, מבטיח ביצועים אופטימליים ואורך חיים ארוך.
הבנת החשיבות של ניהול תרמי ומעבר חום קריטית כבר מתחילת הפרויקט ונדרש לשים לב לנושא כבר בדרישות הראשוניות של המערכת, הפטנטים שרשמה החברה לאורך השנים יכולים במקרים רבים למנוע שינויים יקרים בתכנון המוצר עצמו.
ההתקדמות בטכנולוגיית זרם חשמלי גבוה ונמוך יחדיו מאפשרת לייצר דרייברים זעירים יותר עם הספק וביצועים דומים.
תמונה :1 אתגרים ופתרונות בסביבות קשות
קרדיט: Colog- Abiry
אתגרים ופתרונות בסביבות קשות:
כאשר היישום פועל בתנאי סביבה לא סטנדרטיים, קרי טמפרטורות נמוכות, גשמים, סופות חול, לכלוך, בוץ וכו’, פיתחה החברה מגוון פתרונות לדרישות אלו המותאמות לסביבות מיוחדות הפועלות בתנאים קשים מאוד עם דגש ליישומים צבאיים.
ייצור חום פנימי ביישומים השונים בשילוב טמפרטורות קיצוניות, מציבים אתגרים רבים עבור מערכות סרוו ובקרה.
על מנת להתמודד עם אתגרים אלו החברה פיתחה מגוון מוצרים ממשפחות ה DigiFlex® Performance™, FlexPro™, ו-AxCent™, המציעים פתרונות מוכנים לשימוש כמוצרי מדף בטווח הטמפרטורה 40C – עד +95C°
סביבות מלוכלכות עם שמנים שונים, נוזלי קירור או כימיקלים כאלה ואחרים מהווים נקודת תורפה, שעלולה לגרום לתקלות אלקטרוניות רבות, יש שימוש בטכניקות מתקדמות של הגנה על רכיבי האלקטרוניקה שלה כגון ציפוי conformal coating, למניעת תקלות ונזקים והגנה על הרכיבים מפני נוזלים או גורמים זרים כמו חול, אבק וכו’…פעולות אלו גורמות להבטחת פעולת הדרייבר גם בתנאי קיצון.
ישנם יישומים בהן יש דרישות להתמודד עם לחצים שונים והפרשי לחצים גדולים בעיקר ביישומים מוטסים.
דרייברים הפועלים בגובה רב או עמוק מתחת למים דורשים רכיבים אלקטרוניים קשיחים (robust) ואמינים מספיק בכדי לעמוד בכוחות ריסוק או בעיות פוטנציאליות של שחרור גז מחומר כלשהו.
הדרייברים הללו מסוגלים לתפקד בלחצים הנעים בין 25,000 מטר מעל פני הים ל-400 מטר מתחת לפני הים, עובדות אלו מציגות את המחויבות של החברה לעמוד בדרישות סביבתיות קיצוניות.
תמונה :2 סקירה כללית של ניהול תרמי קרדיט: Colog- Abiry
ישנם יישומים הרגישים לזעזועים ורעידות, כגון: רובוטים צבאיים, תותחים, אנטנות וכו’.. כאשר עובדים בסביבה כזו, הרכיבים שנבחר דורשים קשיחות מירבית.
הדרייברים תוכננו בקפידה על מנת למנוע מרכיבים להשתחרר או להישבר בעת רעידות מסיביות.
הרכיבים בהחלט חורגים מהמגבלות הסטנדרטיות עם הגנה מפני זעזועים של עד 25grms למשך 5 דקות.
אתגרים תכנוניים הקשורים לעבודת רכיבים אלקטרוניים ביישומים מוטסים הם משמעותיים.
שינויים פתאומיים בלחץ האטמוספרי משפיעים באופן ישיר על הפונקציונליות של דרייבר הסרוו. ביישומים הדורשים עבודה בגובה רב, לחץ נמוך עלול להוביל לבעיות של שחרור גז או אידוי אלקטרוליטים, בעוד שסביבות בלחץ גבוה עלולות לחשוף את הרכיבים לכוחות ריסוק. הטיפול בסיבבות עם אתגרי גובה מאתגרת, אך אפשרית עם דרייברים המסוגלים לפעול בתנאי סביבה מוגברים ומבטלת את הצורך במארזים מיוחדים לשמירה על לחץ מבוקר ומאפשרת למשתמש קצה לחיות בשקט עם האלקטרוניקה שהם יכולים להציע.
דגמי ה-DZxxATE-0x0L080 ו DVC200A100 יכולים להוות פתרונות טובים לסביבות אלו המדמים תרחישי לחץ שונים.
תמונה :3 דרישות לטמפרטורות קיצוניות קרדיט: Colog- Abiry
דרישות לטמפרטורה קיצונית:
דרייברים עבור מנועי סרוו נדרשים להיות לעתים קרובות בתנאים קיצוניים שבהם חום הוא גורם קריטי. אתגר זה מתעורר לא רק בסביבות עם טמפרטורות גבוהות, אלא גם בחללים סגורים שמעבר חום הופך להיות נושא מאתגר בשלב התכן.
היכולת של דרייבר לפעול בטמפרטורות גבוהות יותר היא סימן היכר של הדרייברים ממשפחת הסביבה המורחבת (extended environment). משפחת הסביבה המורחבת למשל, פועלים מ-55C – עד +112C° עם תנאי אחסון של עד + 105C°. ישנם פתרונות מותאמים אישית ללקוחות מסוימים שיודעים לעבוד גם מעבר.
עבודה בטמפרטורות אלו היא פריצת דרך בתחום בקרת התנועה.
המשמעות של יכולת זו היא עצומה. מהנדסים יכולים כעת להתמקד בהיבטי תכן קריטיים ללא דאגות לגבי הדרייברים למנועי סרוו שחווים כיבוי תרמי ובעיות נוספות.
טווח טמפרטורות העבודה המורחב משפר את הגמישות והאמינות במגוון יישומים.
תמונה :4 עמידות ברעידות קרדיט: Colog- Abiry
עמידות ברעידות:
דרייברים עבור מנועי סרוו נדרשים להיות לעתים קרובות בסביבות שבהן זעזועים ורעידות עלולים לגרום לכשל בטרם עת של הרכיבים האלקטרוניים.
נתון זה בולט במיוחד ביישומים הדורשים ניידות בשטח כגון רובוטיים צבאיים ותעשייתיים.
היצרן מכיר באתגר זה ומציעה פתרונות קשיחים כדי להבטיח את העמידות של הדרייברים שלהם.
כאשר מגיעים לתכנון של יישום עם פוטנציאל של זעזועים ורעידות, ישנם פתרונות בטכנולוגיות שונות. רכיבים גדולים, כגון קבלים, נבחרים בקפידה עם פרופילים נמוכים יותר תוך מזעור ההשפעות של זעזועים ורעידות.
בנוסף, דבקים ייחודיים משמשים לקיבוע וחיבור רכיבים רגישים, ומספקים שכבת הגנה נוספת.
הדרייברים ממשפחת הסביבה המורחבת מתוכננים עם יכולות עמידות בפני זעזועים ורעידות חזקות.
דרייברים אלה מוגנים מפני זעזועים של עד 15G ב-11 msec (1/2 סינוס) ורעידות של עד 30grms בכל 3 הצירים.
ביישומים הדורשים רעידות גדולות מהמצוין לעיל, פתרונות שלדרייברי סרוו מותאמים אישית יכולים להיות מתוכננים בקפידה כדי לענות על מפרטי הלקוח הספציפיים, תוך הבטחת ביצועים מיטביים בסביבות המיועדות לזעזועים ורעידות.
תמונה :5 הגנה מפני זיהומים קרדיט: Colog- Abiry
הגנה מפני זיהומים:
לחות וזיהום (שמנים, נוזלי קירור וכדומה) עלולים להוות איומים רציניים על דרייברים עבור מנועי סרוו, מה שמוביל לתקלות באמצעות קצרים חשמליים בין רכיבים.
שכבת אבק, אפילו לא משמעותית לכאורה, עשויה להספיק כדי לגרום לכשל. מתוך זיהוי אתגר זה, AMC מיישמת טכנולוגיות יעילות להגנה על הדרייברים שלהם מפני לחות וזיהום.
ציפוי מסוג conformal coating משמש כפתרון פשוט לכאורה, אך יעיל בהחלט.
הציפוי מרוסס על ה-PCB כדי להגן על הדרייבר מפני השפעות הרסניות של הלחות, אבק ומזהמים קלים אחרים. בנוסף,ישנם דרייברים אטומים כמו סדרת M/V™ (עבור רכבים ניידים), המספקת הגנה מקיפה מפני אבק וגשמים.
כל הדרייברים יכולים לפעול עם עד 95% לחות, מה שמבטיח ביצועים אמינים בתנאי סביבה קשים. יתר על כן, כל הדרייברים ממשפחת הסביבה המורחבת מגיעים עם ציפוי מסוג conformal coating כהגנה סטנדרטית. לבעלי דרישות ייחודיות.
סיכום:
בעולם הרחב של בקרת תנועה, שבו חדשנות פוגשת מצוקה תכנונית, AMC ניצבים בפסגה עם הפתרונות המגוונים שלהם ויכולות הנדסיות פורצי דרך. המחויבות שלהם לשלוט באתגרים תרמיים, להתמודד עם סביבות קשות, לספק עמידות ואמינות חזקה בפני זעזועים ורעידות, והבטחת הגנה יעילה מפני זיהום ולחות מאשרת מחדש את תפקידם כפורצי דרך בתעשייה. בין אם באמצעות פתרונות מדף או דרייברים מותאמים לגובה רב, החברה מאפשרת לתעשיות לנווט בין הישומים בביטחון, תוך הבטחת אמינות וביצועים גם בתנאי הקיצון המאתגרים ביותר.
עם מערך מוצרים נרחב, טכנולוגיות ניהול תרמי/מעבר חום וחתירה בלתי פוסקת להתמודדות עם אתגרים בסביבות קשות, Advanced Motion Controls נשארת בחזית, ומובילה תעשיות לעתיד של טכנולוגיית בקרת תנועה.
קרדיט: Colog- Abiry
