Srovnání mezi bezkomutátorovým krokovým motorem a servomotorem

S příchodem plně digitálních AC servosystémů se AC servomotory stále více používají v digitálních řídicích systémech. Aby se přizpůsobila vývojovému trendu digitálního řízení, používá většina systémů řízení pohybu jako výkonné motory krokové motory nebo plně digitální AC servomotory. Ačkoli jsou tyto dva způsoby řízení podobné (pulzní sled a směrový signál), existují velké rozdíly ve výkonu a aplikacích.

Základním rozdílem mezi tradičními krokovými motory a servomotory je typ motoru a způsob jeho ovládání. Krokové motory obvykle používají 50 až 100 pólové bezkomutátorové motory, zatímco typické servomotory mají pouze 4 až 12 pólů. Pól je oblast motoru, kde severní nebo jižní pól je generován permanentním magnetem nebo cívkou procházející proudem vinutí.

Krokové motory nepotřebují enkodér, protože se mohou přesně pohybovat mezi více póly, zatímco velmi málo servomotorů vyžaduje enkodér ke sledování jejich polohy. Když servo jednotka čte rozdíl mezi enkodérem motoru a povelovou polohou [uzavřená smyčka] a nastavuje proud požadovaný pro pohyb, krokový motor používá pouze impuls [otevřená smyčka] k přírůstkovému pohybu.

1. Rozdílná přesnost ovládání

Krokový úhel dvoufázového hybridního krokového motoru je obecně 3,6 stupně a 1,8 stupně a krokový úhel pětifázového hybridního krokového motoru je obecně 0,72 stupně a 0,36 stupně. Existují také některé vysoce výkonné krokové motory s menším úhlem kroku. Například krokový motor pro obráběcí stroje s pomalým drátem vyrobené společností Stone Company má úhel kroku 0,09 stupně; třífázový hybridní krokový motor vyrobený německým Bergerlahr (bergerlahr) má úhel kroku Kódový spínač je nastaven na 1,8, 0,9, 0,72, 0,36, 0,18, 0,09, 0,072, 0,036, což je kompatibilní s úhlem kroku dva -fázové a pětifázové hybridní krokové motory.

Dva: různé nízkofrekvenční charakteristiky

Krokové motory jsou náchylné na nízkofrekvenční vibrace při nízkých otáčkách. Frekvence vibrací souvisí se stavem zatížení a výkonem měniče. Obecně se má za to, že kmitočet vibrací je poloviční než frekvence vzletu motoru naprázdno. Tento nízkofrekvenční jev vibrací daný principem činnosti krokového motoru je velmi nepříznivý pro běžný provoz stroje. Když krokový motor pracuje při nízkých otáčkách, měla by se obecně používat technologie tlumení k překonání jevu nízkofrekvenčních vibrací, jako je přidání tlumiče k motoru nebo použití technologie dělení na pohon.

Tři: různé momentové frekvenční charakteristiky

Výstupní točivý moment krokového motoru klesá s rostoucí rychlostí a prudce klesá při vyšších otáčkách, takže jeho maximální pracovní rychlost je obecně 300 až 600 ot./min.

Střídavý servomotor má konstantní výstupní točivý moment, to znamená, že může vydávat jmenovitý moment v rámci svých jmenovitých otáček (obecně 2000 ot./min nebo 3000 ot./min.) a konstantní výstupní výkon nad jmenovitou rychlostí.

Čtyři: různá přetížitelnost

Krokové motory obecně nemají přetížitelnost. Střídavé servomotory mají silnou přetížitelnost. Vezměme si jako příklad AC servosystém Panasonic, který má schopnost přetížení rychlosti a přetížení točivého momentu. Maximální kroutící moment je trojnásobek jmenovitého krouticího momentu, kterým lze překonat moment setrvačnosti setrvačné zátěže v okamžiku rozběhu. Protože krokové motory tuto přetížitelnost nemají, je pro překonání tohoto momentu setrvačnosti při výběru modelu často nutné zvolit motor s větším kroutícím momentem a stroj při běžném provozu tak velký kroutící moment nepotřebuje, takže se objeví točivý moment. Fenomén plýtvání.

Pět: různý provozní výkon

Krokový motor je řízen řízením s otevřenou smyčkou. Pokud je startovací frekvence příliš vysoká nebo zátěž příliš velká, je snadné ztratit kroky nebo se zaseknout. Když je rychlost příliš vysoká, je snadné přestřelit. Proto, aby byla zajištěna přesnost jeho ovládání, mělo by se s ním dobře zacházet. Problémy se zrychlením a snížením. Systém AC servopohonu je řízení s uzavřenou smyčkou. Měnič může přímo vzorkovat zpětnovazební signál kodéru motoru. Polohová smyčka a rychlostní smyčka jsou vytvořeny uvnitř. Krokový motor obecně neztrácí kroky ani nepřekmitá a výkon ovládání je spolehlivější.

Šest: Rychlost ovlivňuje výkon jinak

Krokovému motoru trvá 200 až 400 milisekund, než se zrychlí z klidu na pracovní rychlost (obvykle několik set otáček za minutu). Akcelerační výkon AC servosystému je lepší. Vezmeme-li jako příklad střídavý servomotor Panasonic msma400w, zrychlení z klidu na jmenovitou rychlost 3000 ot./min trvá jen několik milisekund, což lze použít v řídicích situacích, které vyžadují rychlý start a zastavení.