Шаговый двигатель — это устройство дискретного движения, которое тесно связано с современными технологиями цифрового управления.В современной отечественной цифровой системе управления широко используются шаговые двигатели.С появлением полностью цифровых сервосистем переменного тока серводвигатели переменного тока все чаще используются в цифровых системах управления.Чтобы адаптироваться к тенденции развития цифрового управления, шаговые двигатели или полностью цифровые серводвигатели переменного тока в основном используются в качестве исполнительных двигателей в системах управления движением.Хотя оба они схожи по режиму управления (последовательность импульсов и сигнал направления), существуют большие различия в производительности и способах применения.Теперь сравните производительность этих двух устройств.
Точность управления разная.
Углы шага двухфазных гибридных шаговых двигателей обычно составляют 3,6 градуса и 1,8 градуса, а углы шага пятифазных гибридных шаговых двигателей обычно составляют 0,72 градуса и 0,36 градуса.Существуют также высокопроизводительные шаговые двигатели с меньшими углами шага.Например, шаговый двигатель компании Stone Company для тихоходных проволочных станков имеет угол шага 0,09 градуса;Трехфазный гибридный шаговый двигатель производства BERGER LAHR имеет угол шага 0,09 градуса.DIP-переключатель установлен 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, что соответствует углу шага двухфазных и пятифазных гибридных шаговых двигателей.
Точность управления серводвигателем переменного тока гарантируется поворотным энкодером на заднем конце вала двигателя.Для двигателя со стандартным 2500-строчным энкодером эквивалент импульса составляет 360 градусов/10 000 = 0,036 градуса благодаря четырехчастотной технологии внутри драйвера.Для двигателя с 17-битным энкодером каждый раз, когда драйвер получает 217=131072 импульсов, двигатель совершает один оборот, то есть его импульсный эквивалент составляет 360 градусов/131072=9,89 секунды.Это 1/655 импульсного эквивалента шагового двигателя с углом шага 1,8 градуса.
Низкочастотные характеристики различны:
Шаговые двигатели склонны к низкочастотным вибрациям на низких скоростях.Частота вибрации зависит от состояния нагрузки и производительности водителя.Принято считать, что частота вибрации составляет половину частоты разбега двигателя на холостом ходу.Это явление низкочастотной вибрации, обусловленное принципом работы шагового двигателя, очень неблагоприятно для нормальной работы машины.Когда шаговый двигатель работает на низкой скорости, обычно следует использовать технологию демпфирования для преодоления явления низкочастотной вибрации, например, добавление демпфера к двигателю или использование технологии разделения на драйвере и т. д.
Серводвигатель переменного тока работает очень плавно и не вибрирует даже на низких скоростях.Сервосистема переменного тока имеет функцию подавления резонанса, которая может компенсировать недостаточную жесткость машины, а система имеет функцию частотного анализа (FFT) внутри системы, которая может обнаруживать точку резонанса машины и облегчать настройку системы.
Моментно-частотные характеристики различны:
Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости и резко падает при более высокой скорости, поэтому его максимальная рабочая скорость обычно составляет 300-600 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.
Перегрузочная способность различна:
Шаговые двигатели обычно не имеют перегрузочной способности.Серводвигатель переменного тока имеет сильную перегрузочную способность.Возьмем, к примеру, сервосистему переменного тока Panasonic. Она способна перегружаться по скорости и крутящему моменту.Его максимальный крутящий момент в три раза превышает номинальный крутящий момент, который можно использовать для преодоления момента инерции инерционной нагрузки в момент запуска.Поскольку шаговый двигатель не обладает такой перегрузочной способностью, чтобы преодолеть этот момент инерции при выборе модели, часто необходимо выбрать двигатель с большим крутящим моментом, а машина не нуждается в таком большом крутящем моменте во время работы. нормальная работа, поэтому появляется крутящий момент.Феномен отходов.
Беговые характеристики различаются:
Управление шаговым двигателем осуществляется по разомкнутому контуру.Если пусковая частота слишком высока или нагрузка слишком велика, легко может произойти потеря шага или остановка.Когда скорость слишком высока, при слишком высокой скорости легко произойдет перерегулирование.Поэтому, чтобы обеспечить точность управления, с ним следует обращаться правильно.Проблемы с подъемом и замедлением.Система сервопривода переменного тока имеет замкнутый контур управления.Привод может напрямую считывать сигнал обратной связи с энкодера двигателя, при этом формируются внутренний контур положения и контур скорости.Как правило, не происходит потери шага или перерегулирования шагового двигателя, а эффективность управления становится более надежной.
Скорость отклика отличается:
Шаговому двигателю требуется 200-400 миллисекунд, чтобы разогнаться с места до рабочей скорости (обычно несколько сотен оборотов в минуту).Ускорение сервосистемы переменного тока лучше.Если взять в качестве примера серводвигатель переменного тока CRT, то для разгона от статического режима до номинальной скорости 3000 об/мин требуется всего несколько миллисекунд, что можно использовать в случаях управления, требующих быстрого запуска и остановки.
Подводя итог, можно сказать, что сервосистема переменного тока превосходит шаговый двигатель по многим аспектам производительности.Но в некоторых менее требовательных случаях шаговые двигатели часто используются в качестве исполнительных двигателей.Поэтому в процессе проектирования системы управления следует всесторонне учитывать различные факторы, такие как требования к управлению и стоимость, и выбирать соответствующий управляющий двигатель.
Шаговый двигатель — это привод, который преобразует электрические импульсы в угловое смещение.С точки зрения непрофессионала: когда шаговый драйвер получает импульсный сигнал, он заставляет шаговый двигатель вращаться на фиксированный угол (и угол шага) в заданном направлении.
Вы можете управлять угловым смещением, контролируя количество импульсов, чтобы достичь точного позиционирования;в то же время вы можете контролировать скорость и ускорение вращения двигателя, контролируя частоту импульсов, чтобы достичь цели регулирования скорости.
Существует три типа шаговых двигателей: с постоянными магнитами (PM), реактивные (VR) и гибридные (HB).
Шаг постоянного магнита обычно двухфазный, с небольшим крутящим моментом и объемом, а угол шага обычно составляет 7,5 или 15 градусов;
Реактивный шаг обычно является трехфазным, что обеспечивает большой выходной крутящий момент, а угол шага обычно составляет 1,5 градуса, но шум и вибрация очень велики.В развитых странах, таких как Европа и США, от него отказались в 1980-х годах;
Гибридный шаговый двигатель представляет собой сочетание преимуществ типа постоянного магнита и реактивного типа.Он делится на двухфазный и пятифазный: угол шага двухфазного двигателя обычно составляет 1,8 градуса, а угол шага пятифазного двигателя обычно составляет 0,72 градуса.Этот тип шагового двигателя наиболее широко используется.
Время публикации: 25 марта 2023 г.