Сравнение между безчетков стъпков двигател и серво мотор

С навлизането на изцяло цифрови AC серво системи, AC серво двигателите се използват все по-често в цифровите системи за управление. За да се адаптират към тенденцията на развитие на цифровото управление, повечето системи за управление на движението използват стъпкови двигатели или изцяло цифрови AC серво мотори като изпълнителни двигатели. Въпреки че двата са сходни по отношение на методите за управление (влак на импулси и сигнал за посока), има големи разлики в производителността и приложенията.

Основната разлика между традиционните стъпкови двигатели и серво моторите е типът на двигателя и неговият метод на управление. Стъпковите двигатели обикновено използват безчеткови двигатели с 50 до 100 полюса, докато типичните серво двигатели имат само 4 до 12 полюса. Полюсът е област на двигателя, където северният или южният полюс се генерира от постоянен магнит или намотка, преминаваща през ток на намотката.

Стъпковите двигатели не се нуждаят от енкодер, защото могат да се движат точно между множество полюси, докато много малко серво двигатели изискват енкодер, за да проследяват позицията си. Когато серво модулът отчита разликата между енкодера на двигателя и командната позиция [затворен контур] и регулира тока, необходим за движение, стъпковият двигател използва само импулс [отворен контур], за да се движи постепенно.

1. Различна точност на управление

Ъгълът на стъпката на двуфазния хибриден стъпков двигател обикновено е 3,6 градуса и 1,8 градуса, а ъгълът на стъпката на петфазния хибриден стъпков двигател обикновено е 0,72 градуса и 0,36 градуса. Има и някои високопроизводителни стъпкови двигатели с по-малък ъгъл на стъпка. Например, стъпков двигател за бавни метални машини, произведени от Stone Company, има ъгъл на стъпка от 0,09 градуса; трифазният хибриден стъпков двигател, произведен от немския Bergerlahr (bergerlahr), има ъгъл на стъпката. -фазни и петфазни хибридни стъпкови двигатели.

Две: различни нискочестотни характеристики

Стъпковите двигатели са склонни към нискочестотни вибрации при ниски скорости. Честотата на вибрациите е свързана със състоянието на натоварване и производителността на задвижването. Обикновено се счита, че честотата на вибрациите е половината от честотата на излитане без натоварване на двигателя. Това нискочестотно вибрационно явление, обусловено от принципа на работа на стъпковия двигател, е много неблагоприятно за нормалната работа на машината. Когато стъпковият двигател работи с ниска скорост, амортизиращата технология обикновено трябва да се използва за преодоляване на феномена на нискочестотни вибрации, като добавяне на амортисьор към двигателя или използване на технология за разделяне на задвижването.

Три: различни моментни честотни характеристики

Изходният въртящ момент на стъпковия двигател намалява с увеличаването на скоростта и ще спадне рязко при по-висока скорост, така че максималната му работна скорост обикновено е 300 до 600 rpm.

AC серво моторът има изходен постоянен въртящ момент, тоест може да изведе номинален въртящ момент в рамките на своята номинална скорост (обикновено 2000 об/мин или 3000 об/мин) и постоянна мощност над номиналната скорост.

Четири: различен капацитет на претоварване

Стъпковите двигатели обикновено нямат капацитет за претоварване. AC серво двигателите имат силен капацитет на претоварване. Вземете за пример сервосистемата на Panasonic AC, тя има възможности за претоварване при скорост и въртящ момент. Максималният въртящ момент е три пъти по-висок от номиналния въртящ момент, който може да се използва за преодоляване на инерционния момент на инерционното натоварване в момента на стартиране. Тъй като стъпковите двигатели нямат този капацитет на претоварване, за да се преодолее този момент на инерция при избора на модел, често е необходимо да се избере двигател с по-голям въртящ момент, а машината не се нуждае от толкова голям въртящ момент при нормална работа, така се появява въртящ момент. Феноменът на отпадъците.

Пет: различни работни характеристики

Стъпковият двигател се управлява чрез управление с отворен контур. Ако началната честота е твърде висока или натоварването е твърде голямо, е лесно да загубите стъпки или да спрете. Когато скоростта е твърде висока, е лесно да се превиши. Следователно, за да се гарантира точността му на управление, трябва да се борави добре. Проблеми с ускоряване и намаляване. Системата за серво задвижване на променлив ток е управление със затворен цикъл. Задвижването може директно да пробва сигнала за обратна връзка на енкодера на двигателя. Вътре се оформят позиционната и скоростната линия. Като цяло стъпковият двигател няма да губи стъпки или да превишава, а ефективността на управлението е по-надеждна.

Шесто: Скоростта влияе на производителността по различен начин

Необходими са 200 до 400 милисекунди, за да се ускори стъпковият двигател от място до работна скорост (обикновено няколкостотин оборота в минута). Ускоряването на AC серво системата е по-добро. Вземайки за пример сервомотора Panasonic msma400w AC, са необходими само няколко милисекунди, за да се ускори от място до номиналната му скорост от 3000 rpm, което може да се използва в ситуации на управление, които изискват бързо стартиране и спиране.