Шаговые двигатели с замкнутой технологией постепенно проникают в сервоприводы
В все более и более высокотехнологичных приложениях промышленной автоматизации достижения в области технологий изменяют соотношение между производительностью и шаговыми двигателями и сервомоторами.
Благодаря технологии с замкнутым контуром низкозатратные шаговые двигатели неуклонно проникают в приложения, в которых первоначально доминировали дорогостоящие сервомоторы.
Шаговый двигатель и серводвигатель
Согласно традиционной мудрости, системы сервоуправления лучше работают в приложениях, требующих скорости свыше 800 об / мин и требующие высокой динамической реакции. Шаговые двигатели более подходят для применений с более низкой скоростью, с низкими и средними ускорениями и / или требуют более высокого удерживающего момента.
Итак, какова основа этой традиционной концепции шаговых двигателей и серводвигателей?
состав
Шаговый двигатель вращается ступенчато, а магнитная катушка используется для постепенного вытягивания магнита из одного положения в другое. Чтобы переместить двигатель на 100 позиций в любом направлении, для цепи требуется 100 шагов двигателя. Шаговые двигатели используют импульсы для достижения инкрементного движения, обеспечивая точное позиционирование без использования каких-либо датчиков обратной связи.
Метод движения серводвигателя отличается. Он подключает датчик положения - датчик - к магнитному ротору, чтобы непрерывно определять точное положение двигателя. Сервоконтроль контролирует разницу между фактическим положением двигателя и командным положением и соответствующим образом регулирует ток. Эта система с замкнутым контуром поддерживает двигатель в правильном состоянии.
Простота и стоимость
Шаговые двигатели не только менее дороги, чем сервомоторы, но также легче вводить и обслуживать. Шаговый двигатель стабилен в покое и может поддерживать положение (даже при динамических нагрузках). Однако, если некоторые приложения имеют более высокие требования к производительности, необходимо использовать более дорогие и более сложные сервомоторы.
позиционирование
Существуют важные различия между шаговыми двигателями и серводвигателями в тех случаях, когда вам необходимо знать точное положение машины в любое время. В приложениях с открытым контуром, управляемых шаговыми двигателями, система управления предполагает, что двигатель всегда находится в правильном состоянии движения. Однако после проблемы, такой как остановка двигателя из-за заклинивания компонента, контроллер не может знать фактическое положение машины, что приводит к потере позиции. Система замкнутого контура сервомотора имеет преимущество: если он пойман объектом, он обнаруживается немедленно. Машина перестанет работать и никогда не потеряет свое положение.
Скорость и крутящий момент
Разница в производительности между шаговыми двигателями и сервомоторами обусловлена их различными конструкциями двигателей. Количество полюсов шагового двигателя намного выше, чем у серводвигателя. Поэтому шаговый двигатель вращает один полный оборот, а необходимое количество обмоточных токов намного выше, что приводит к быстрому крутящему моменту в случае повышенной скорости. Кроме того, шаговый двигатель может потерять синхронизацию скорости, если достигнут максимальный крутящий момент. По этим причинам сервомоторы являются предпочтительным решением в большинстве высокоскоростных применений. Напротив, количество полюсов шагового двигателя выгодно на низких скоростях, поскольку шаговый двигатель имеет преимущество крутящего момента над серводвигателем того же размера.
Потребление тепла и энергии
Шаговые двигатели с разомкнутым контуром используют фиксированный ток и рассеивают много тепла. Управление замкнутым контуром обеспечивает только ток, требуемый контуром скорости, что позволяет избежать проблем с нагревом двигателя.
Сравнение шагового двигателя и серводвигателя
Система сервоуправления лучше всего подходит для высокоскоростных приложений с динамическими изменениями нагрузки, такими как роботизированные рычаги. Системы управления шаговым двигателем лучше подходят для применений, требующих от низкого до среднего ускорения и высокого удерживающего момента, таких как 3D-принтеры, конвейерные ленты и промежуточные валы. Поскольку шаговые двигатели менее дороги, стоимость системы автоматизации может быть уменьшена после использования. Если система управления движением должна использовать характеристики серводвигателя, это должно доказать, что эти более дорогостоящие двигатели заслуживают внимания.
Благодаря продвижению технологии с замкнутым контуром шаговые двигатели могут проникать в высокопроизводительные высокоскоростные приложения, которые ранее были полностью сервомоторами.
