Cum să alegeți motorul pas cu pas și servomotorul corect
Motoarele Stepper sunt în principal clasificate în funcție de numărul de faze, iar motoarele cu pas în două faze și cele cu cinci faze sunt utilizate pe scară largă pe piață. Motorul în doi faze poate fi împărțit în 400 de părți egale pe revoluție, iar cele cinci faze pot fi împărțite în 1000 de părți egale. Prin urmare, caracteristicile motorului de pas cu cinci faze sunt mai bune, timpul de accelerare / decelerare este mai scurt, iar inerția dinamică este mai mică. .
Comparația diferențelor de motor cu pas în două faze / cinci faze:
Construcția motorului:
Motorul pas cu pas în doi faze: 8 poli principali ‧; Bobină cu patru faze (2 faze) cu 4 poli
Motorul pas cu pas în cinci faze: 10 poli principali ‧; Bobină cu 2 faze în 5 faze
Energie de descompunere:
Motorul cu două trepte de pas cu pas: 1,8 ° / 0,9 ° (200, 400 împărțiți / rândul său)
Motorul pas cu pas în fază: 0,72 ° / 0,36 ° (500, 1000 împărțiri / rotație), de 2,5 ori mai mare decât motorul pas cu pas în două faze
vibraţii:
Motorul cu pas în doi faze: între 100-200pps este un câmp de rezonanță de viteză mică cu vibrații mari și fără un punct de rezonanță semnificativ
Motorul pas cu pas în cinci trepte: vibrații reduse, caracteristici de cuplu de turație, mai puțin de un motor pas cu pas în cinci trepte, viteză mare, cuplu mare
Motorul pas cu pas este un dispozitiv de miscare discret care este intrinsec legat de tehnologia moderna de control digital. În sistemul de control digital local, aplicația motoarelor pas cu pas este foarte extinsă. Odată cu apariția sistemelor de servomotoare digitale toate, servomotoarele de curent alternativ sunt din ce în ce mai folosite în sistemele de control digital. Pentru a se adapta la tendința de dezvoltare a controlului digital, motorul pas cu pas sau motorul servomotor AC digital este utilizat cel mai mult ca motor de execuție în sistemul de control al mișcării. Deși cele două sunt similare în modul de control (semnale de spargere și de direcție), există mari diferențe în performanță și aplicare.
Acum comparați performanța celor două.
În primul rând, precizia de control este diferită
Unghiul de treaptă a motorului pas cu pas în doi faze este, în general, de 3,6 °, 1,8 ° și unghiul pasului motor pas cu pas în cinci faze este în general 0,72 °, 0,36 °. Există, de asemenea, niște motoare pas cu pas de înaltă performanță cu unghiuri mai mici de trepte. De exemplu, un motor pas cu pas pentru o mașină de tăiere cu fir lent produsă de Sitong are un unghi pas de 0,09 °; se poate forma un motor pas cu pas trifazat, produs de Bergerlahr din Germania. Comutatoarele de cod sunt setate la 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° și 0,036 ° și sunt compatibile cu un unghi de treaptă a motoarelor pas cu pas în două faze și cinci faze.
Precizia de control a servomotorului AC este garantată de codorul rotativ din spatele arborelui motorului. Luând în considerare motorul servomotor universal al Panasonic, pentru un motor cu un codificator standard de 2500 de linii, echivalentul pulsului este 360 ° / 10000 = 0,036 ° datorită tehnologiei frecvenței cvadruplu în interiorul conducătorului auto. Pentru un motor cu un encoder de 17 biți, unitatea primește o revoluție pe 217 = 131072 impulsuri, adică echivalentul său puls este 360 ° / 131072 = 9,89 secunde. Este 1/655 din echivalentul puls al unui motor pas cu un unghi de trecere de 1,8 °.
În al doilea rând, caracteristicile de frecvență joasă sunt diferite
Motoarele stepper sunt predispuse la vibrații de joasă frecvență la viteze reduse. Frecvența vibrațiilor este legată de starea de încărcare și performanța șoferului. Se consideră, în general, că frecvența vibrațiilor este jumătate din frecvența de decolare a motorului fără sarcină. Acest fenomen de vibrații de joasă frecvență, determinat de principiul de funcționare al motorului pas cu pas, este foarte dăunător funcționării normale a mașinii. Atunci când motorul pas cu pas funcționează la viteză mică, tehnologia de amortizare ar trebui utilizată, în general, pentru a depăși fenomenul de vibrații cu frecvență joasă, cum ar fi adăugarea unui amortizor la motor sau utilizarea tehnologiei de compartimentare pe unitate.
Servomotorul AC funcționează foarte ușor și vibrațiile nu au loc chiar și la viteze reduse. Servomotorul AC are o funcție de reprimare a rezonanței care poate acoperi rigiditatea mașinii și are o funcție de analiză a frecvenței (fft) în interiorul sistemului, care poate detecta punctul de rezonanță al mașinii și facilitează ajustarea sistemului.
În al treilea rând, diferența în caracteristicile de frecvență
Cuplul de ieșire al motorului de trepte scade odată cu creșterea vitezei și scade brusc la viteze mai mari, astfel încât viteza maximă de operare este în general de 300 până la 600 rpm.
Servomotorul AC este o ieșire constantă a cuplului, adică poate produce un cuplu nominal în viteza nominală (în general 2000 rpm sau 3000 rpm) și este o putere de ieșire constantă peste viteza nominală.
În al patrulea rând, capacitatea de suprasarcină este diferită
Motoarele Stepper, în general, nu au capacitate de suprasarcină. Servomotorul AC are o capacitate puternică de suprasarcină. Luați sistemul servo AC de la Panasonic ca exemplu, are capacitatea de supraîncărcare a vitezei și de suprasolicitare a cuplului. Cuplul său maxim este de trei ori cuplul nominal și poate fi utilizat pentru a depăși momentul inerției încărcăturii inerțiale la momentul pornirii. Deoarece nu există o astfel de capacitate de suprasarcină în motorul pas cu pas, pentru a depăși acest moment de inerție în timpul selecției, este adesea necesar să selectați un motor cu un cuplu mare și mașina nu are nevoie de un cuplu atât de mare în timpul funcționării normale , iar un cuplu apare. Fenomenul de deșeuri.
Cinci, performanțe diferite de operare
Controlul motorului pas cu pas este controlul cu buclă deschisă. Dacă frecvența de pornire este prea mare sau sarcina este prea mare, aceasta poate fi pierdută sau blocată. Dacă viteza este prea mare în timpul opririi, poate apărea depășirea. Prin urmare, pentru a asigura acuratețea controlului, ar trebui să se ocupe bine. Problema creșterii și căderii vitezei. Sistemul de acționare cu servomotor AC este controlat în buclă închisă. Unitatea poate preleva direct semnalul de reacție al codorului motorului. Se formează buclă de poziție internă și buclă de viteză. În general, motorul fără trepte este pierdut sau depășit, iar performanța de control este mai fiabilă.
În al șaselea rând, performanța răspunsului la viteză este diferită
Este nevoie de 200 până la 400 de milisecunde pentru ca motorul pas cu pas să accelereze din staționare până la viteza de operare (de obicei câteva sute de rotații pe minut). Sistemul servo AC are performanțe mai bune de accelerare. Luați ca exemplu servomotorul Panasonic msma400w AC servo. Este nevoie de doar câteva milisecunde pentru a accelera de la staționare până la viteza nominală de 3000 rpm. Poate fi folosit în situații de control în care este necesară o pornire rapidă.
În concluzie, servomotorul AC este superior motorului pas cu pas în multe aspecte de performanță. Cu toate acestea, în anumite situații în care cerințele nu sunt ridicate, motoarele pas cu pas sunt adesea folosite pentru a efectua motorul. Prin urmare, în procesul de proiectare al sistemului de control, este necesar să se ia în considerare în mod cuprinzător cerințele de control, costurile și alți factori și să se aleagă motorul de comandă corespunzător.
Un motor pas cu pas este un dispozitiv de acționare care convertește impulsurile electrice în deplasări unghiulare. Pentru a explica acest lucru: atunci când șoferul pas cu pas primește un semnal pulsator, conduce motorul pas cu pas pentru a roti un unghi fix (și un unghi de pas) în direcția stabilită.
Puteți controla deplasarea unghiulară prin controlul numărului de impulsuri pentru a obține o poziționare precisă. În același timp, puteți controla viteza și accelerația motorului prin controlul frecvenței pulsului pentru a atinge scopul de reglare a vitezei.
Există trei tipuri de motoare pas cu pas: magnet permanent (pm), reactiv (vr) și hibrid (hb).
Steppingul magnetului permanent este, în general, în două faze, cuplul și volumul sunt mici, iar unghiul de trepte este în general de 7,5 grade sau 15 grade;
Treapta reactivă este, în general, trifazică, care poate realiza o ieșire ridicată a cuplului. Unghiul pasului este în general de 1,5 grade, dar zgomotul și vibrațiile sunt foarte mari. Dezvoltat în Europa și Statele Unite în anii 1980 a fost eliminat;
Trecerea hibridă se referă la avantajul amestecării magneților permanenți și a ecuațiilor reactive. Acesta este împărțit în două faze și cinci faze: unghiul în două faze este, în general, de 1,8 grade și un unghi de treaptă în cinci faze este în general de 0,72 grade. Acest motor pas cu pas este cel mai utilizat.
