Как правильно выбрать шаговый двигатель и серводвигатель
Шаговые двигатели в основном классифицируются по количеству фаз, а двухфазные и пятифазные шаговые двигатели широко используются на рынке. Двухфазный шаговый двигатель может быть разделен на 400 равных частей за оборот, а пятифазный может быть разделен на 1000 равных частей. Следовательно, характеристики пятифазного шагового двигателя лучше, время ускорения / замедления короче, а динамическая инерция ниже. ,
Сравнение разностей двухфазных / пятифазных шаговых двигателей:
Моторостроение:
Двухфазный шаговый двигатель: 8 главных полюсов ‧; 4-фазная (2-фазная) 4-полюсная катушка
Пятифазный шаговый двигатель: 10 главных полюсов ‧; 5-фазная 2-полюсная катушка
Энергия разложения:
Двухфазный шаговый двигатель: 1,8 ° / 0,9 ° (200, 400 делений / оборот)
Пятифазный шаговый двигатель: 0,72 ° / 0,36 ° (500, 1000 разделений / оборот), в 2,5 раза выше, чем двухфазный шаговый двигатель
Вибрация:
Двухфазный шаговый двигатель: между 100-200pps - низкоскоростное резонансное поле с большой вибрацией и без значительной резонансной точки
Пятифазный шаговый двигатель: низкая вибрация, скоростные характеристики, менее пятифазный шаговый двигатель по скорости, высокая скорость, высокий крутящий момент
Шаговый двигатель - это устройство с дискретным движением, которое неразрывно связано с современной технологией цифрового управления. В современной отечественной цифровой системе управления применение шаговых двигателей очень широко. С появлением полностью цифровых сервосистем переменного тока серводвигатели переменного тока все чаще используются в цифровых системах управления. Чтобы приспособиться к тенденции развития цифрового управления, в качестве исполнительного двигателя в системе управления движением чаще всего используется шаговый двигатель или полностью цифровой серводвигатель переменного тока. Несмотря на то, что они одинаковы в режиме управления (пакетный сигнал и сигналы направления), существуют большие различия в производительности и применении.
Теперь сравните производительность двух.
Во-первых, точность управления отличается
Угол шага двухфазного гибридного шагового двигателя обычно составляет 3,6 °, 1,8 °, а угол шага пятифазного гибридного шагового двигателя обычно составляет 0,72 °, 0,36 °. Есть также несколько высокопроизводительных шаговых двигателей с меньшими углами шага. Например, шаговый двигатель для медленной резки проволоки производства Sitong имеет угол шага 0,09 °; можно набрать трехфазный гибридный шаговый двигатель немецкого производства Bergerlahr. Кодовые переключатели установлены на 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° и 0,036 ° и совместимы с углом наклона двухфазного и пятифазного гибридных шаговых двигателей.
Точность управления серводвигателем переменного тока гарантируется поворотным энкодером в задней части вала двигателя. Взяв в качестве примера полностью цифровой серводвигатель переменного тока Panasonic для двигателя со стандартным энкодером на 2500 линий, импульсный эквивалент составляет 360 ° / 10000 = 0,036 ° благодаря четырехчастотной технологии внутри драйвера. Для двигателя с 17-разрядным энкодером привод получает один оборот на 217 = 131072 импульсных двигателей, т.е. его импульсный эквивалент составляет 360 ° / 131072 = 9,89 секунды. Это 1/655 импульсного эквивалента шагового двигателя с углом шага 1,8 °.
Во-вторых, низкочастотные характеристики отличаются
Шаговые двигатели подвержены низкочастотной вибрации на низких скоростях. Частота вибрации зависит от состояния нагрузки и производительности водителя. Обычно считается, что частота вибрации составляет половину частоты взлета двигателя без нагрузки. Это явление низкочастотной вибрации, которое определяется принципом работы шагового двигателя, очень вредно для нормальной работы машины. Когда шаговый двигатель работает на низкой скорости, обычно используется технология демпфирования для преодоления явления низкочастотной вибрации, например, добавление демпфера в двигатель или использование технологии разделения на приводе.
Серводвигатель переменного тока работает очень плавно, и вибрация не возникает даже на низких скоростях. Сервосистема переменного тока имеет функцию подавления резонанса, которая может покрывать жесткость машины, и имеет функцию частотного анализа (fft) внутри системы, которая может определять точку резонанса машины и облегчать настройку системы.
В-третьих, разница в частотных характеристиках
Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости и резко падает при более высоких скоростях, поэтому максимальная рабочая скорость обычно составляет от 300 до 600 об / мин.
Серводвигатель переменного тока имеет постоянный выходной крутящий момент, то есть он может выдавать номинальный крутящий момент в пределах своей номинальной скорости (обычно 2000 об / мин или 3000 об / мин), и это постоянная выходная мощность выше номинальной скорости.
В-четвертых, перегрузочная способность отличается
Шаговые двигатели обычно не имеют возможности перегрузки. Серводвигатель переменного тока имеет сильную перегрузочную способность. Возьмите сервосистему Panasonic AC в качестве примера, она имеет перегрузку по скорости и перегрузку крутящим моментом. Его максимальный крутящий момент в три раза превышает номинальный крутящий момент и может использоваться для преодоления момента инерции инерционной нагрузки в момент запуска. Поскольку в шаговом двигателе такой перегрузочной способности нет, для преодоления этого момента инерции во время выбора часто необходимо выбирать двигатель с большим крутящим моментом, и машине не требуется такой большой крутящий момент во время нормальной работы. и крутящий момент появляется. Феномен отходов.
Пять, разные эксплуатационные характеристики
Управление шаговым двигателем - управление с разомкнутым контуром. Если начальная частота слишком высока или нагрузка слишком велика, она может быть потеряна или заблокирована. Если во время остановки скорость слишком высока, может произойти перерегулирование. Следовательно, для обеспечения точности управления с ним следует обращаться хорошо. Проблема роста и падения скорости. Система сервопривода переменного тока является замкнутой системой управления. Привод может напрямую отобрать сигнал обратной связи датчика двигателя. Внутренний контур положения и контур скорости сформированы. Как правило, бесступенчатый двигатель теряется или выходит за пределы допустимого, и эффективность управления более надежна.
В-шестых, быстродействие отличается
Шаговый двигатель разгоняется с места до рабочей скорости (обычно несколько сотен оборотов в минуту) от 200 до 400 миллисекунд. Сервосистема переменного тока обладает лучшими характеристиками ускорения. Возьмите в качестве примера сервомотор переменного тока Panasonic msma400w. Требуется всего несколько миллисекунд, чтобы разогнаться с места до номинальной скорости 3000 об / мин. Он может использоваться в ситуациях управления, где требуется быстрый старт-стоп.
Таким образом, сервосистема переменного тока превосходит шаговый двигатель во многих аспектах производительности. Однако в некоторых случаях, когда требования не высоки, для выполнения двигателя часто используются шаговые двигатели. Следовательно, в процессе проектирования системы управления необходимо всесторонне рассмотреть требования к управлению, стоимость и другие факторы, а также выбрать подходящий двигатель управления.
Шаговый двигатель - это привод, который преобразует электрические импульсы в угловые перемещения. Проще говоря: когда драйвер шагового двигателя получает импульсный сигнал, он приводит в движение шаговый двигатель для поворота на фиксированный угол (и угол шага) в заданном направлении.
Вы можете контролировать угловое смещение, контролируя количество импульсов для достижения точного позиционирования. В то же время вы можете контролировать скорость и ускорение двигателя, контролируя частоту импульсов для достижения цели регулирования скорости.
Существует три типа шаговых двигателей: постоянный магнит (pm), реактивный (vr) и гибридный (hb).
Шаг постоянного магнита обычно двухфазный, крутящий момент и объем малы, а угол шага обычно составляет 7,5 градуса или 15 градусов;
Реактивный шаг обычно трехфазный, что позволяет достичь высокого крутящего момента. Угол шага обычно составляет 1,5 градуса, но шум и вибрация очень велики. Разработанный в Европе и США в 1980-х годах был ликвидирован;
Гибридный степпинг относится к преимуществу смешения постоянных магнитов и реактивных уравнений. Он делится на две фазы и пять фаз: угол двухфазного шага обычно составляет 1,8 градуса, а угол шага пятифазного сигнала обычно составляет 0,72 градуса. Этот шаговый двигатель является наиболее широко используемым.
