Jak wybrać odpowiedni silnik krokowy i silnik servo
Silniki krokowe są klasyfikowane głównie w zależności od liczby faz, a silniki krokowe i pięciofazowe są szeroko stosowane na rynku. Dwufazowy silnik krokowy można podzielić na 400 równych części na obrót, a pięciofazową można podzielić na 1000 równych części. Dlatego właściwości 5-fazowego silnika krokowego są lepsze, czas przyspieszania / hamowania jest krótszy, a dynamiczna bezwładność jest mniejsza. .
Porównanie różnic między silnikami krokowymi i pięciofazowymi:
Konstrukcja silnika:
Dwufazowy silnik krokowy: 8 głównych biegunów ‧; 4-fazowa (2-fazowa) 4-biegunowa cewka
Pięciofazowy silnik krokowy: 10 głównych biegunów ‧; 5-fazowa 2-biegunowa cewka
Energia rozkładu:
Dwufazowy silnik krokowy: 1,8 ° / 0,9 ° (200, 400 pęknięć / obrót)
Pięciofazowy silnik krokowy: 0,72 ° / 0,36 ° (500, 1000 podziałów / obrót), 2,5-krotnie wyższy niż dwufazowy silnik krokowy
Wibracja:
Silnik krokowy dwufazowy: 100-200pps to pole rezonansowe o niskiej prędkości z dużymi wibracjami i bez znaczącego rezonansu
Pięciofazowy silnik krokowy: niskie drgania, charakterystyka momentu obrotowego, mniej niż pięciofazowy silnik krokowy przy prędkości, duża prędkość, wysoki moment obrotowy
Silnik krokowy jest dyskretnym urządzeniem ruchu, które jest nierozerwalnie związane z nowoczesną cyfrową technologią sterowania. W obecnym krajowym systemie cyfrowego sterowania zastosowanie silników krokowych jest bardzo szerokie. Wraz z pojawieniem się w pełni cyfrowych serwonapędów AC serwosilniki prądu zmiennego są coraz częściej stosowane w cyfrowych systemach sterowania. Aby dostosować się do tendencji rozwojowej sterowania cyfrowego, silnik krokowy lub całkowicie cyfrowy serwomotor prądu przemiennego jest najczęściej wykorzystywany jako silnik wykonawczy w układzie sterowania ruchem. Chociaż oba są podobne w trybie sterowania (sygnały impulsowe i kierunkowe), występują duże różnice w wydajności i zastosowaniu.
Teraz porównaj wydajność obu.
Po pierwsze, dokładność kontroli jest inna
Dwuetapowy hybrydowy kąt kroku silnika krokowego wynosi ogólnie 3,6 °, 1,8 °, a pięciofazowy hybrydowy kąt kroku silnika krokowego wynosi ogólnie 0,72 °, 0,36 °. Istnieją również silniki krokowe o wysokiej wydajności z mniejszymi kątami stopni. Na przykład silnik krokowy do powolnej maszyny do cięcia drutu produkowanej przez Sitonga ma kąt kroku 0,09 °; można wybrać trójfazowy hybrydowy silnik krokowy wyprodukowany przez Bergerlahr z Niemiec. Przełączniki kodu ustawione są na 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° i 0,036 ° i są kompatybilne z kątem kroku dwufazowych i pięciofazowych hybrydowych silników krokowych.
Dokładność regulacji serwomotoru prądu przemiennego jest gwarantowana przez enkoder obrotowy z tyłu wału silnika. Biorąc pod uwagę całkowicie cyfrowy serwomechanizm firmy Panasonic jako przykład, dla silnika ze standardowym enkoderem 2500 linii, odpowiednik impulsu wynosi 360 ° / 10000 = 0,036 ° z powodu technologii poczwórnej częstotliwości wewnątrz sterownika. W przypadku silnika z 17-bitowym enkoderem, napęd otrzymuje jeden obrót na 217 = 131072 silników impulsowych, tj. Jego odpowiednik impulsu wynosi 360 ° / 131072 = 9,89 sekundy. Jest to 1/655 impulsu równoważnego silnikowi krokowemu o kącie kroku 1,8 °.
Po drugie, charakterystyki o niskiej częstotliwości są różne
Silniki krokowe są podatne na drgania o niskiej częstotliwości przy niskich prędkościach. Częstotliwość wibracji jest związana z warunkami obciążenia i wydajnością kierowcy. Ogólnie uważa się, że częstotliwość drgań stanowi połowę częstotliwości startowej silnika bez obciążenia. To zjawisko drgań o niskiej częstotliwości, które jest określone przez zasadę działania silnika krokowego, jest bardzo szkodliwe dla normalnej pracy maszyny. Kiedy silnik krokowy pracuje z niską prędkością, technologia tłumienia powinna być zasadniczo stosowana do pokonania zjawiska drgań o niskiej częstotliwości, takiego jak dodanie amortyzatora do silnika lub zastosowanie technologii podziału na napęd.
Silnik serwo AC działa bardzo płynnie, a wibracje nie występują nawet przy niskich prędkościach. Układ serwo AC ma funkcję tłumienia rezonansu, która może pokrywać sztywność maszyny i ma funkcję analizy częstotliwości (fft) wewnątrz systemu, która może wykryć punkt rezonansu maszyny i ułatwić regulację systemu.
Po trzecie, różnica w charakterystyce częstotliwości
Wyjściowy moment obrotowy silnika skokowego zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości, a gwałtownie spada przy wyższych prędkościach, więc maksymalna prędkość robocza wynosi zwykle od 300 do 600 obr./min.
Silnik serwo AC jest stałym momentem obrotowym, tzn. Może generować znamionowy moment obrotowy w ramach swojej prędkości znamionowej (zwykle 2000 obr / min lub 3000 obr./min) i jest to stała moc wyjściowa powyżej prędkości znamionowej.
Po czwarte, zdolność przeciążania jest inna
Silniki krokowe na ogół nie mają możliwości przeciążenia. Silnik serwo AC ma duże możliwości przeciążania. Przykładem może być układ serwosilnikowy Panasonic AC, który ma przeciążenie prędkościowe i możliwość przeciążenia momentu obrotowego. Jego maksymalny moment obrotowy jest trzykrotny od znamionowego momentu obrotowego i można go wykorzystać do pokonania momentu bezwładności obciążenia bezwładnościowego w momencie rozruchu. Ponieważ nie ma takiej możliwości przeciążenia w silniku krokowym, aby przezwyciężyć ten moment bezwładności podczas selekcji, często konieczne jest wybranie silnika o dużym momencie obrotowym, a maszyna nie potrzebuje tak dużego momentu obrotowego podczas normalnej pracy i pojawia się moment obrotowy. Zjawisko odpadów.
Pięć, różne wyniki operacyjne
Sterowanie silnikiem krokowym odbywa się w pętli otwartej. Jeśli częstotliwość początkowa jest zbyt wysoka lub obciążenie jest zbyt duże, może zostać zgubione lub zablokowane. Jeśli prędkość jest zbyt wysoka podczas zatrzymania, może wystąpić przeregulowanie. Dlatego, aby zapewnić dokładność sterowania, należy go dobrze obsługiwać. Problem rosnącej i spadającej prędkości. Układ napędu serwomotoru prądu przemiennego jest sterowaniem z zamkniętą pętlą. Napęd może bezpośrednio pobierać sygnał sprzężenia zwrotnego z enkodera silnika. Powstaje wewnętrzna pętla pozycji i pętla prędkości. Ogólnie rzecz biorąc, bezstopniowy silnik jest tracony lub przerywany, a wydajność sterowania jest bardziej niezawodna.
Po szóste, wydajność reakcji na prędkość jest inna
Zajmuje od 200 do 400 milisekund, aby silnik krokowy przyspieszył od postoju do prędkości roboczej (zwykle kilkaset obrotów na minutę). Układ serwo AC ma lepszą wydajność przy przyspieszaniu. Przykładem może być serwosilnik MS Panasonic MSma400w. Przejście z postoju do prędkości nominalnej 3000 obr./min zajmuje tylko kilka milisekund. Może być stosowany w sytuacjach kontrolnych, w których wymagany jest szybki start-stop.
Podsumowując, układ serwo AC jest lepszy od silnika krokowego w wielu aspektach wydajności. Jednak w niektórych przypadkach, gdy wymagania nie są wysokie, silniki krokowe są często używane do wykonania silnika. Dlatego w procesie projektowania układu sterowania konieczne jest kompleksowe uwzględnienie wymagań kontrolnych, kosztów i innych czynników oraz wybór odpowiedniego silnika sterującego.
Silnik krokowy to siłownik, który przekształca impulsy elektryczne w kątowe przesunięcie. Mówiąc wprost: kiedy sterownik krokowy otrzymuje sygnał impulsowy, napędza silnik krokowy, aby obrócić stały kąt (i kąt kroku) w ustalonym kierunku.
Możesz kontrolować kątowe przesunięcie, kontrolując liczbę impulsów, aby uzyskać dokładne pozycjonowanie. W tym samym czasie można kontrolować prędkość i przyspieszenie silnika, kontrolując częstotliwość impulsów, aby osiągnąć cel regulacji prędkości.
Istnieją trzy rodzaje silników krokowych: magnes stały (pm), reaktywny (vr) i hybrydowy (hb).
Implanty z magnesami trwałymi są generalnie dwufazowe, moment obrotowy i objętość są małe, a kąt kroku wynosi ogólnie 7,5 stopnia lub 15 stopni;
Reaktywny etap jest generalnie trójfazowy, który może osiągnąć wysoki moment obrotowy. Kąt kroku wynosi ogólnie 1,5 stopnia, ale hałas i wibracje są bardzo duże. Opracowany w Europie i Stanach Zjednoczonych w latach 80. ubiegłego wieku został wyeliminowany;
Hybrydowy krok odnosi się do korzyści mieszania magnesów stałych i równań reaktywnych. Jest on podzielony na dwie fazy i pięć faz: dwufazowy kąt kroku wynosi ogólnie 1,8 stopnia, a pięciofazowy kąt kroku wynosi ogólnie 0,72 stopnia. Ten silnik krokowy jest najczęściej używany.
