Стъпковият двигател е устройство с дискретно движение, което има съществена връзка със съвременната цифрова технология за управление.В настоящата домашна цифрова система за управление стъпковите двигатели се използват широко.С появата на изцяло цифрови променливотокови серво системи, променливотоковите серво мотори се използват все повече в цифровите системи за управление.За да се адаптират към тенденцията на развитие на цифровото управление, стъпковите двигатели или изцяло цифровите AC серво мотори се използват най-вече като изпълнителни двигатели в системите за управление на движението.Въпреки че и двата са сходни в режима на управление (импулсна поредица и сигнал за посока), има големи разлики в производителността и случаите на приложение.Сега сравнете представянето на двете.
Точността на контрола е различна
Ъглите на стъпката на двуфазните хибридни стъпкови двигатели обикновено са 3,6 градуса и 1,8 градуса, а ъглите на стъпката на петфазните хибридни стъпкови двигатели обикновено са 0,72 градуса и 0,36 градуса.Има и някои високопроизводителни стъпкови двигатели с по-малки ъгли на стъпка.Например, стъпков двигател, произведен от Stone Company за металорежещи машини с бавно движение, има ъгъл на стъпка от 0,09 градуса;трифазен хибриден стъпков двигател, произведен от BERGER LAHR, има ъгъл на стъпка от 0,09 градуса.DIP превключвателят е настроен на 1,8 градуса, 0,9 градуса, 0,72 градуса, 0,36 градуса, 0,18 градуса, 0,09 градуса, 0,072 градуса, 0,036 градуса, което е съвместимо с ъгъла на стъпка на двуфазни и петфазни хибридни стъпкови двигатели.
Точността на управление на AC серво мотора се гарантира от ротационния енкодер в задния край на вала на двигателя.За двигател със стандартен 2500-редов енкодер импулсният еквивалент е 360 градуса/10000=0,036 градуса поради четворната честотна технология вътре в драйвера.За мотор със 17-битов енкодер, всеки път, когато драйверът получи 217=131072 импулса, моторът прави един оборот, тоест неговият импулсен еквивалент е 360 градуса/131072=9,89 секунди.Това е 1/655 от импулсния еквивалент на стъпков двигател с ъгъл на стъпка от 1,8 градуса.
Нискочестотните характеристики са различни:
Стъпковите двигатели са склонни към нискочестотни вибрации при ниски скорости.Честотата на вибрациите е свързана със състоянието на натоварване и работата на водача.Обикновено се смята, че честотата на вибрациите е половината от честотата на излитане на празен ход на двигателя.Този феномен на нискочестотни вибрации, определен от принципа на работа на стъпковия двигател, е много неблагоприятен за нормалната работа на машината.Когато стъпковият двигател работи на ниска скорост, обикновено трябва да се използва технология за затихване, за да се преодолее феноменът на нискочестотните вибрации, като например добавяне на амортисьор към двигателя или използване на технология за подразделяне на драйвера и т.н.
AC серво моторът работи много гладко и не вибрира дори при ниски скорости.AC сервосистемата има функция за потискане на резонанса, която може да покрие липсата на твърдост на машината, а системата има функция за честотен анализ (FFT) вътре в системата, която може да открие резонансната точка на машината и да улесни настройката на системата.
Моментно-честотните характеристики са различни:
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 300-600RPM.Серво моторът с променлив ток има изходен постоянен въртящ момент, тоест той може да изведе номинален въртящ момент в рамките на номиналната си скорост (обикновено 2000RPM или 3000RPM), и това е постоянна изходна мощност над номиналната скорост.
Капацитетът на претоварване е различен:
Стъпковите двигатели обикновено нямат възможност за претоварване.AC серво моторът има силен капацитет на претоварване.Вземете за пример сервосистемата Panasonic AC, тя има възможности за претоварване на скоростта и въртящия момент.Максималният му въртящ момент е три пъти по-голям от номиналния въртящ момент, който може да се използва за преодоляване на инерционния момент на инерционния товар в момента на стартиране.Тъй като стъпковият двигател няма такъв 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 такъв голям въртящ момент по време на нормална работа, така че се появява въртящият момент.Феноменът на отпадъците.
Ефективността при бягане е различна:
Управлението на стъпковия двигател е управление с отворена верига.Ако началната честота е твърде висока или товарът е твърде голям, лесно ще възникне загуба на стъпка или спиране.Когато скоростта е твърде висока, лесно ще възникне превишаване, когато скоростта е твърде висока.Следователно, за да се гарантира точността на управлението, той трябва да се борави правилно.Проблеми с изкачване и забавяне.AC серво задвижващата система е със затворен контур.Задвижването може директно да пробва сигнала за обратна връзка на енкодера на двигателя и се формират вътрешната верига на позицията и веригата на скоростта.Като цяло няма да има загуба на стъпка или превишаване на стъпковия двигател и ефективността на управлението е по-надеждна.
Ефективността на реакцията на скоростта е различна:
Необходими са 200-400 милисекунди на стъпков двигател, за да ускори от покой до работна скорост (обикновено няколкостотин оборота в минута).Ускорителната производителност на AC серво системата е по-добра.Вземайки CRT AC серво мотора като пример, отнема само няколко милисекунди, за да ускори от статична до номиналната си скорост от 3000 RPM, която може да се използва в случаи на контрол, които изискват бързо стартиране и спиране.
За да обобщим, AC серво системата превъзхожда стъпковия двигател в много аспекти на производителност.Но в някои по-малко взискателни случаи стъпковите двигатели често се използват като изпълнителни двигатели.Следователно, в процеса на проектиране на системата за управление, различни фактори като изисквания за управление и цена трябва да бъдат разгледани изчерпателно и трябва да бъде избран подходящ двигател за управление.
Стъпковият двигател е задвижващ механизъм, който преобразува електрическите импулси в ъглово изместване.Казано на прост език: когато стъпковият драйвер получи импулсен сигнал, той задвижва стъпковия двигател да завърти фиксиран ъгъл (и ъгъл на стъпка) в зададената посока.
Можете да контролирате ъгловото изместване, като контролирате броя на импулсите, така че да постигнете целта за точно позициониране;в същото време можете да контролирате скоростта и ускорението на въртенето на двигателя, като контролирате честотата на импулса, така че да постигнете целта на регулиране на скоростта.
Има три вида стъпкови двигатели: постоянен магнит (PM), реактивен (VR) и хибриден (HB).
Стъпката с постоянен магнит обикновено е двуфазна, с малък въртящ момент и обем, а ъгълът на стъпка обикновено е 7,5 градуса или 15 градуса;
Реактивното стъпало обикновено е трифазно, което може да реализира голям въртящ момент, а ъгълът на стъпало обикновено е 1,5 градуса, но шумът и вибрациите са много големи.В развитите страни като Европа и Съединените щати той е елиминиран през 1980 г.;
хибридният степер се отнася до комбинацията от предимствата на типа постоянен магнит и реактивния тип.Той е разделен на двуфазен и петфазен: двуфазният ъгъл на стъпка обикновено е 1,8 градуса, а петфазният ъгъл на стъпка обикновено е 0,72 градуса.Този тип стъпков двигател е най-широко използваният.
Време на публикуване: 25 март 2023 г