Как да избера правилния стъпков двигател и сервомотор
Стъпковите двигатели се класифицират предимно според броя на фазите, а двуфазовите и петфазните стъпкови двигатели се използват широко на пазара. Двуфазният стъпков двигател може да бъде разделен на 400 равни части на оборот, а петфазните могат да бъдат разделени на 1000 равни части. Следователно характеристиките на петфазния стъпков двигател са по-добри, времето на ускоряване / забавяне е по-кратко и динамичната инерция е по-ниска. ,
Сравнение на двуфазни / петфазни стъпкови моторни разлики:
Конструкция на мотора:
Двуфазен стъпков двигател: 8 основни полюса ‧; 4-фазова (2-фазова) 4-полюсна бобина
Петфазен стъпков двигател: 10 основни полюси ‧; 5-фазова двуполюсна намотка
Енергия при разлагане:
Двуфазен стъпков двигател: 1,8 ° / 0,9 ° (200, 400 разделения / оборот)
Петфазен стъпков двигател: 0,72 ° / 0,36 ° (500, 1000 разделения / оборот), 2,5 пъти по-висок от двуфазен стъпков двигател
Вибрация:
Двуфазен стъпков двигател: между 100-200pps е нискоскоростно резонансно поле с голяма вибрация и няма значителна резонансна точка
Петфазен стъпков двигател: ниска вибрация, характеристики на въртящия момент, по-малък от петфазен стъпков двигател със скорост, висока скорост, висок въртящ момент
Стъпковият мотор е устройство за дискретно движение, което е присъщо свързано със съвременната технология за цифрово управление. В настоящата система за домашно цифрово управление прилагането на стъпкови двигатели е много голямо. С навлизането на изцяло дигитални променливотокови сервомотори, AC серво моторите все повече се използват в цифровите системи за управление. За да се адаптира към тенденцията за развитие на цифровото управление, стъпковият или изцяло цифров сервомотор се използва най-вече като изпълнителен мотор в системата за управление на движението. Въпреки че двата са подобни в режим на управление (сигнали за спукване и посока), има големи разлики в производителността и приложението.
Сега сравнете ефективността на двете.
Първо, точността на контрол е различна
Двуфазовият ъгъл на стъпков двигател на хибриден стъпков двигател е обикновено 3.6 °, 1.8 °, а ъгълът на етапа на петфазния хибриден стъпков двигател обикновено е 0.72 °, 0.36 °. Съществуват и някои високопроизводителни стъпкови двигатели с по-малки ъгли на стъпалата. Например, стъпков мотор за бавна машина за рязане на тел, произвеждан от Sitong, има ъгъл на стъпало от 0.09 °; може да се избере трифазен хибриден стъпков двигател, произвеждан от Bergerlahr от Германия. Кодовите превключватели са настроени на 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° и 0,036 ° и са съвместими с стъпаловидния ъгъл на двуфазни и петфазни хибридни стъпкови двигатели.
Точността на управление на променливотоковия сервомотор е гарантирана от въртящия се енкодер в задната част на вала на двигателя. Като пример за всички цифрови сервомотори на Panasonic за двигател със стандартен 2500-линеен енкодер, импулсният еквивалент е 360 ° / 10000 = 0.036 °, благодарение на технологията с четворна честота вътре в драйвера. За двигател с 17-битов енкодер задвижването получава една оборота на 217 = 131072 импулсни мотора, т.е. пулса му е 360 ° / 131072 = 9,89 секунди. Това е 1/655 от пулсовия еквивалент на стъпков двигател с ъгъл на стъпало от 1.8 °.
Второ, характеристиките за ниска честота са различни
Стъпковите двигатели са склонни към нискочестотна вибрация при ниски скорости. Честотата на вибрациите е свързана със състоянието на натоварване и работата на водача. Обикновено се счита, че честотата на вибрациите е половината от честотата на излитане на двигателя без товар. Това нискочестотно вибрационно явление, което се определя от принципа на работа на стъпковия двигател, е много вредно за нормалната работа на машината. Когато стъпковият мотор работи при ниска скорост, технологията за амортизиране обикновено трябва да се използва за преодоляване на феномена нискочестотна вибрация, като добавяне на амортисьор към двигателя или използване на технология на подразделяне на устройството.
Сервомоторът за променлив ток работи много гладко и вибрациите не се появяват дори при ниски скорости. АС серво системата има функция за потискане на резонанса, която може да покрие твърдостта на машината и има функция за честотно анализиране (fft) в системата, която може да открие резонансната точка на машината и да улесни настройката на системата.
Трето, разликата в честотните характеристики
Изходящият въртящ момент на стъпковия двигател намалява с увеличаването на скоростта и пада рязко при по-високи скорости, така че максималната работна скорост обикновено е 300 до 600 оборота в минута.
Сервомоторът за променлив ток е постоянен изходящ въртящ момент, т.е. може да изведе номинален въртящ момент в рамките на номиналната си скорост (обикновено 2000 об. / Мин. Или 3000 об. / Мин.) И има постоянна мощност над номиналната скорост.
Четвърто, капацитетът на претоварване е различен
Стъпковите двигатели обикновено нямат възможност за претоварване. Сервомоторът за променлив ток има силно претоварване. Вземете сервосистемата за променлив ток на Panasonic като пример за това, че има възможност за претоварване и претоварване на въртящия момент. Максималният му въртящ момент е три пъти по-голям от номиналния момент и може да се използва за преодоляване на инерционния момент на инерционното натоварване в момента на стартиране. Тъй като в стъпковия мотор няма такова претоварване, за да се преодолее този момент на инерция по време на селекцията, често е необходимо да се избере двигател с голям въртящ момент и машината не се нуждае от такъв голям въртящ момент по време на нормална работа , и се появява въртящ момент. Феноменът на отпадъците.
Пет, различни експлоатационни показатели
Контролът на стъпковия двигател е управление с отворен цикъл. Ако стартовата честота е твърде висока или натоварването е твърде голямо, то може да бъде загубено или блокирано. Ако скоростта е прекалено висока по време на спирането, може да се получи превишаване. Следователно, за да се гарантира точността на контрола, трябва да се работи добре. Проблемът с нарастващата и падащата скорост. Системата за серво задвижване с променлив ток е с контрол на затворената верига. Задвижването може директно да изпробва сигнала за обратна връзка на енкодера на двигателя. Вътрешната линия линия и скорост цикъл са оформени. Обикновено безстепенният мотор е изгубен или превишен, а ефективността на управлението е по-надеждна.
Шесто, изпълнението на скоростта е различно
Отнема от 200 до 400 милисекунди, за да може стъпковият мотор да се ускори от спиране до работната скорост (обикновено няколко стотин оборота в минута). АС серво системата има по-добри резултати при ускоряване. Вземете като променлив серво мотор Panasonic msma400w. Отнема само няколко милисекунди, за да ускори от покой до номиналната си скорост от 3000 об / мин. Той може да се използва в ситуации на управление, при които е необходимо бързо стартиране.
В обобщение, AC серводната система е по-добра от стъпковия мотор в много аспекти на производителността. Въпреки това, в някои случаи, когато изискванията не са високи, често се използват стъпкови двигатели за извършване на двигателя. Поради това в процеса на проектиране на системата за управление е необходимо да се разгледат изчерпателно изискванията за контрол, разходите и други фактори и да се избере подходящ управляващ мотор.
Стъпков мотор е задвижващ механизъм, който преобразува електрическите импулси в ъглово преместване. За да я направите безумно: когато стъпковият водач получи импулсен сигнал, той задвижва стъпковия мотор, за да завърти фиксиран ъгъл (и ъгъла на стъпалото) в определената посока.
Можете да контролирате ъгловото преместване, като контролирате броя на импулсите, за да постигнете точно позициониране. В същото време можете да контролирате скоростта и ускорението на двигателя, като управлявате импулсната честота, за да постигнете целта за регулиране на скоростта.
Има три вида стъпкови мотори: постоянен магнит (pm), реактивен (vr) и хибриден (hb).
Етапът на постоянния магнит обикновено е двуфазен, въртящият момент и обемът са малки и ъгълът на стъпалото обикновено е 7,5 градуса или 15 градуса;
Реактивното стъпало обикновено е трифазно, което може да постигне висок въртящ момент. Ъгълът на стъпалото обикновено е 1,5 градуса, но шумът и вибрациите са много големи. Разработена в Европа и Съединените щати през 80-те години на миналия век е била елиминирана;
Хибридното стъпване се отнася до предимството на смесване на постоянни магнити и реактивни уравнения. Той е разделен на две фази и пет фази: двуфазният ъгъл на стъпката обикновено е 1,8 градуса, а петфазният ъгъл на стъпката обикновено е 0,72 градуса. Този стъпков двигател е най-широко използваният.
