Разница и выбор шагового привода и сервопривода
1. Основное отличие шагового привода от сервопривода.
2. Несколько практических проблем в конкретном процессе отбора.
Обзор:
Шаговые двигатели в основном классифицируются по количеству фаз, а двухфазные и пятифазные шаговые двигатели широко используются на рынке. Двухфазный шаговый двигатель можно разделить на 400 равных частей за оборот, а пятифазный можно разделить на 1000 равных частей. Следовательно, характеристики пятифазного шагового двигателя лучше, время ускорения / замедления короче, а динамическая инерция ниже. ,
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 управлении (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 градуса и 1,8 градуса, а угол шага пятифазного гибридного шагового двигателя обычно составляет 0,72 градуса и 0,36 градуса. Существуют также высокопроизводительные шаговые двигатели с меньшими углами шага. Например, шаговый двигатель для медленной резки проволоки, выпускаемый некоторыми отечественными компаниями, имеет угол наклона 0,09 градуса; угол наклона трехфазного гибридного шагового двигателя, производимого некоторыми международными компаниями, можно установить с помощью переключателя. Он равен 1,8, 0,9, 0,72, 0,36, 0,18, 0,09, 0,072 и 0,036 и совместим с углом шага двухфазного и пятифазного гибридных шаговых двигателей.
Точность управления серводвигателем переменного тока гарантируется поворотным энкодером в задней части вала двигателя. Возьмем для примера наш полностью цифровой серводвигатель переменного тока. Для двигателя со стандартным энкодером на 2500 линий эквивалент импульса составляет 360 градусов / 10000 = 0,036 градуса 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 градусов / 131072 = 9,89 секунды. Это 1/655 импульсного эквивалента шагового двигателя с углом шага 1,8 градуса.
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 низкочастотных вибрационных явлений, таких как добавление демпфера к двигателю или разделение привода.
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 для определения точки резонанса машины и облегчения регулировки 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, разная грузоподъемность
Шаговые двигатели обычно не имеют возможности перегрузки. Серводвигатель переменного тока имеет сильную перегрузочную способность. Возьмите нашу сервосистему переменного тока 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 шаговых двигателях 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. Поэтому, чтобы обеспечить точность управления, с ним следует обращаться хорошо. Проблема повышения и понижения 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 потерян или перегружен, а эффективность управления более надежна.
В-шестых, скорость воздействия 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. Взяв в качестве примера сервомотор переменного тока Panasonic msma400w, он разгоняется с места до номинальной скорости 3000 об / мин всего за несколько миллисекунд. Он может использоваться в приложениях управления, требующих быстрого запуска и остановки.
Как выбрать?
1. Как правильно выбрать серводвигатель и шаговый двигатель
В основном, в зависимости от конкретного приложения, его легко определить: характер нагрузки (например, горизонтальная или вертикальная нагрузка), крутящий момент, инерция, скорость, точность, требования к ускорению и замедлению, требования к верхнему контролю (например, интерфейс порта и связь С точки зрения требований, основным методом управления является положение, крутящий момент или скорость. Независимо от того, является ли источник питания постоянным или переменным током или питается от батареи, диапазон напряжения используется для определения модели двигателя и соответствующего привода или контроллера.
2. Как использовать драйвер шагового двигателя?
В зависимости от тока двигателя используется драйвер, больший или равный этому току. Подразделенный привод может использоваться, если требуется низкая вибрация или высокая точность. Для двигателей с высоким крутящим моментом максимально используйте высоковольтные приводы для достижения хороших скоростных характеристик.
3. В чем разница между 2-фазными и 5-фазными шаговыми двигателями? Как выбрать?
Двухфазный двигатель имеет низкую стоимость, но вибрация на низкой скорости велика, а крутящий момент на высокой скорости быстро снижается. 5-фазный двигатель имеет меньшую вибрацию и быстродействие, что на 30 ~ 50% выше, чем у 2-фазного двигателя. В некоторых случаях он может заменить серводвигатель.
4. Когда выбирается сервосистема постоянного тока, чем она отличается от сервосистемы переменного тока?
Серводвигатели постоянного тока делятся на щеточные и бесщеточные.
Щеточный двигатель имеет низкую стоимость, простую конструкцию, большой пусковой крутящий момент, широкий диапазон регулирования скорости, простоту управления и обслуживания, но удобное обслуживание (замена угольных щеток), электромагнитные помехи и экологические требования. Поэтому его можно использовать в чувствительных к затратам общепромышленных и жилых помещениях.
Бесщеточный двигатель имеет небольшие размеры, малый вес, большой выход, быстрый отклик, высокую скорость, малую инерцию, плавное вращение и стабильный крутящий момент. Управление сложное, и его легко реализовать интеллектом. Электронный метод коммутации является гибким и может быть коммутацией по квадратной волне или синусоидальной. Двигатель не требует технического обслуживания, имеет высокую эффективность, низкую рабочую температуру, низкое электромагнитное излучение и длительный срок службы и может использоваться в различных условиях.
Серводвигатели переменного тока также представляют собой бесщеточные двигатели, которые делятся на синхронные и асинхронные двигатели. В настоящее время в управлении движением обычно используются синхронные двигатели. Он имеет большой диапазон мощности и может достигать большой мощности. Высокая инерция, самая высокая скорость вращения низкая, и она быстро уменьшается с увеличением мощности. Поэтому он подходит для приложений с низкой скоростью и плавной работой.
5. Проблемы, которые следует учитывать при использовании двигателя
Проверьте следующее перед включением:
1) Подходит ли напряжение источника питания (перенапряжение может привести к повреждению модуля привода); полярность +/- входа постоянного тока не должна быть подключена неправильно, а модель двигателя или значение уставки тока на контроллере привода являются подходящими (не запускайте в начале) Слишком велико);
2) Контрольная сигнальная линия надежно подключена, и на промышленной площадке желательно рассмотреть проблему экранирования (например, использование витой пары);
3) Не подключайте провода, которые должны быть подключены при запуске. Подключайтесь только к самой базовой системе. После запуска, подключите их шаг за шагом.
4) Обязательно выясните метод заземления или используйте плавающий.
5) Внимательно наблюдайте за состоянием двигателя в течение получаса после запуска, например, нормальное ли движение, звук и повышение температуры, и немедленно остановите регулировку, если проблема обнаружена.