Порівняння безщіткового крокового двигуна та сервомотора

З появою всіх цифрових сервосистем змінного струму сервомотори змінного струму все частіше використовуються в цифрових системах управління. Для того, щоб адаптуватися до тенденції розвитку цифрового управління, більшість систем управління рухом використовують крокові двигуни або всі цифрові сервомотори змінного струму в якості виконавчих двигунів. Хоча обидва схожі в методах управління (імпульсний поїзд і сигнал напрямку), існують великі відмінності в продуктивності і застосуванні.

Основною відмінністю традиційних крокових двигунів і сервомоторів є тип двигуна і метод його управління. Крокові двигуни зазвичай використовують від 50 до 100 безщіткових двигунів, в той час як типові сервомотори мають лише від 4 до 12 полюсів. Полюс - це область двигуна, де північний або південний полюс генерується постійним магнітом або котушкою, що проходить через звивисту течію.

Крокові двигуни не потребують кодера, оскільки вони можуть точно переміщатися між кількома полюсами, в той час як дуже мало сервомоторів вимагають кодера для відстеження свого положення. Коли сервопривод зчитує різницю між моторотеком і командним положенням [замкнута петля] і регулює струм, необхідний для руху, кроковий двигун використовує лише імпульс [відкрита петля] для поступового переміщення.

1. Різна точність управління

Кут кроку двофазного гібридного крокового двигуна, як правило, становить 3,6 градуса і 1,8 градуса, а кут кроку п'ятифазного гібридного крокового двигуна, як правило, 0,72 градуса і 0,36 градуса. Є також деякі високопродуктивні крокові двигуни з меншим кутом кроку. Наприклад, кроковий двигун для повільних дротяних верстатів виробництва Stone Company має кут кроку 0,09 градуса; трифазний гібридний кроковий двигун виробництва німецького Bergerlahr (bergerlahr) має кут нахилу кодового перемикача, встановлений на 1,8, 0,9, 0,72, 0,36, 0,18, 0,09, 0,072, 0,036, що сумісно з кутом кроку двофазних і п'ятифазних гібридних крокових двигунів.

Два: різні низькочастотні характеристики

Крокові двигуни схильні до низькочастотної вібрації на низьких швидкостях. Частота вібрації пов'язана зі станом навантаження і продуктивністю приводу. Прийнято вважати, що частота вібрації становить половину частоти зльоту без навантаження двигуна. Це низькочастотне вібраційне явище, що визначається принципом роботи крокового двигуна, дуже несприятливо для нормальної роботи машини. Коли кроковий двигун працює на низькій швидкості, технологія демпфірування, як правило, повинна використовуватися для подолання низькочастотного явища вібрації, наприклад, додавання демпфера до двигуна або використання технології підрозділу на приводі.

3: різні характеристики частоти моментів

Вихідний крутний момент крокового двигуна зменшується зі збільшенням швидкості і різко падає з більш високою швидкістю, тому його максимальна робоча швидкість, як правило, становить від 300 до 600 об / хв.

Сервомотор змінного струму має постійну потужність крутного моменту, тобто він може виводити номінальний крутний момент в межах номінальної швидкості (як правило, 2000 об / хв або 3000 об / хв), а також постійну потужність вище номінальної швидкості.

Четверте: різна перевантаження

Крокові двигуни, як правило, не мають перевантаження. Сервомотори змінного струму мають сильну перевантаженість. Візьмемо, наприклад, сервосистему змінного струму Panasonic, вона має можливості перевантаження швидкості та перевантаження крутного моменту. Максимальний крутний момент в три рази перевищує номінальний крутний момент, який може бути використаний для подолання моменту інерції інерційного навантаження в момент старту. Оскільки крокові мотори не мають такої перевантаженої здатності, для того, щоб подолати цей момент інерції при виборі моделі, часто доводиться підбирати мотор з більшим крутним моментом, а машині не потрібен такий великий крутний момент при нормальній роботі, тому з'являється крутний момент. Феномен відходів.

П'ять: різна операційна продуктивність

Кроковий двигун управляється за допомогою контролю відкритої петлі. Якщо початкова частота занадто висока або навантаження занадто велике, легко втратити сходинки або стійло. Коли швидкість занадто висока, легко переназдогнати. Тому для того, щоб забезпечити його точність контролю, з ним слід поводитися добре. Швидкість вгору і вниз питання. Система сервоприводу змінного струму є контролем замкнутого циклу. Привід може безпосередньо проби сигналу зворотного зв'язку мотор-кодера. Всередині утворюються петля положення і петля швидкості. Як правило, крокового двигуна не втратить ступенів або перенаступу, а контрольні показники більш надійні.

6: Швидкість по-різному впливає на продуктивність

Для крокового двигуна потрібно від 200 до 400 мілісекунд, щоб прискоритися з глухого кута до робочої швидкості (як правило, кілька сотень оборотів в хвилину). Продуктивність прискорення сервосистеми змінного струму краща. Беручи як приклад сервомотор змінного струму Panasonic msma400w, для прискорення від зупинки до номінальної швидкості 3000 об / хв потрібно всього кілька мілісекунд, які можуть бути використані в контрольних ситуаціях, які вимагають швидкого запуску і зупинки.