Poređenje performansi servo motora i koračnih motora

Nov 15, 2023 Ostavi poruku

Kao upravljački sistem otvorene petlje, koračni motor ima suštinsku vezu sa modernom digitalnom tehnologijom upravljanja. U domaćem digitalnom upravljačkom sistemu, koračni motor se široko koristi. Sa pojavom potpuno digitalnih AC servo sistema, AC servo motori se takođe sve više koriste u digitalnim upravljačkim sistemima. Kako bi se prilagodili trendu razvoja digitalnog upravljanja, koračni motori ili potpuno digitalni AC servo motori se uglavnom koriste kao aktuatori u sistemima upravljanja kretanjem. Iako su ova dva slična u smislu metoda upravljanja (rafalni i usmjereni signali), postoje velike razlike u performansama i primjeni. Sada se porede performanse ova dva.


Prvo, preciznost kontrole je drugačija
Ugao koraka dvofaznog hibridnog koračnog motora je generalno 1,8 stepeni i 0,9 stepeni, a ugao koraka petofaznog hibridnog koračnog motora je uglavnom 0,72 stepen i {{ 8}}.36 stepeni. Postoje i neki koračni motori visokih performansi s manjim uglovima koraka nakon podjele. Na primjer, ugao koraka dvofaznog hibridnog koračnog motora koji proizvodi Sanyo (SANYO DENKI) može se postaviti na 1,8 stepeni, 0,9 stepeni, 0,72 stepena, {{18} }.36 stepeni, {{20}}.18 stepeni, 0.09 stepeni, 0.072 stepena i 0.036 stepeni preko DIP prekidača, koji je kompatibilan sa uglom koraka dvofaznih i petofaznih hibridnih koračnih motora.
Točnost upravljanja AC servo motora je zagarantovana rotacijskim enkoderom na stražnjem kraju osovine motora. U slučaju Sanyo-ovog potpuno digitalnog AC servo motora, za motor sa standardnim 2000-žičnim enkoderom, impulsni ekvivalent je 360 ​​stepeni /8000=0.045 stepeni zbog četvorostruke tehnologije koja se koristi unutar drajvera . Za motor sa 17-bitnim enkoderom, drajver napravi jednu revoluciju za svaki 131072 impulsni motor koji primi, tj. njegov impulsni ekvivalent je 360 ​​stepeni /131072=0.0027466 stepeni, što je 1/655 od pulsni ekvivalent koračnog motora sa uglom koraka od 1,8 stepeni.


Drugo, niskofrekventne karakteristike su različite
Koračni motori su skloni niskofrekventnim vibracijama pri malim brzinama. Frekvencija vibracija je povezana sa situacijom opterećenja i performansama pogona, a općenito se smatra da je frekvencija vibracija polovina frekvencije pokretanja motora bez opterećenja. Ova pojava niskofrekventnih vibracija, koja je određena principom rada koračnog motora, veoma je štetna za normalan rad mašine. Kada koračni motor radi pri maloj brzini, tehnologija prigušenja bi se općenito trebala koristiti za prevazilaženje fenomena niskofrekventnih vibracija, kao što je dodavanje prigušivača motoru ili korištenje tehnologije podjele na drajveru.
AC servo motor radi vrlo glatko i ne vibrira čak ni pri malim brzinama. AC servo sistem ima funkciju supresije rezonancije da pokrije nedostatak krutosti mašine, a sistem ima funkciju analize frekvencije (FFT) unutar sistema, koja može detektovati tačku rezonancije mašine i olakšati podešavanje sistema.


Treće, frekvencijske karakteristike trenutka su različite
Izlazni obrtni moment koračnog motora opada sa povećanjem brzine i naglo će pasti pri većoj brzini, tako da je njegova maksimalna radna brzina općenito 300~600RPM. Servo motor na izmjeničnu struju je izlaz konstantnog obrtnog momenta, to jest, u okviru svoje nazivne brzine (općenito 2000RPM ili 3000RPM), može proizvesti nazivni obrtni moment, i to je konstantna izlazna snaga iznad nazivne brzine.


Četvrto, kapacitet preopterećenja je različit
Koračni motori uglavnom nemaju kapacitet preopterećenja. AC servo motor ima snažan kapacitet preopterećenja. Uzmimo Sanyo AC servo sistem kao primjer, on ima mogućnosti preopterećenja brzine i momenta. Ima maksimalni obrtni moment od dva do tri puta veći od nazivnog momenta i može se koristiti za savladavanje momenta inercije inercijalnog opterećenja u trenutku pokretanja. Pošto koračni motor nema ovaj kapacitet preopterećenja, da bi se savladao ovaj inercijski moment prilikom izbora, često je potrebno odabrati motor sa većim obrtnim momentom, a mašini nije potreban tako veliki obrtni moment tokom normalnog rada, tako da postoji fenomen rasipanja obrtnog momenta.


Peto, performanse operacije su različite
Upravljanje koračnim motorom je kontrola otvorene petlje, početna frekvencija je previsoka ili je opterećenje preveliko, lako je izgubiti korak ili zaustaviti fenomen, a brzina je previsoka pri zaustavljanju i lako je da se prekorači, pa da bi se osigurala njegova tačnost upravljanja, treba se pozabaviti problemom porasta i smanjenja brzine. Sistem servo pogona naizmenične struje je kontrola zatvorene petlje, vozač može direktno uzorkovati povratni signal enkodera motora, a formiraju se unutrašnji prsten položaja i petlja brzine, i generalno neće biti gubitka koraka ili prekoračenja koračnog motora , a performanse upravljanja su pouzdanije.


Šesto, performanse brzinskog odziva su različite
Koračnom motoru je potrebno 200~400 milisekundi da se ubrza od mirovanja do radne brzine (uglavnom nekoliko stotina okretaja u minuti). Performanse ubrzanja AC servo sistema su dobre, uzimajući SANYO 400W AC servo motor kao primjer, potrebno mu je samo nekoliko milisekundi da se ubrza iz stanja mirovanja do njegove nominalne brzine od 3000 RPM, što se može koristiti za kontrolne prilike koje zahtijevaju brzo start i stop.


Da sumiramo, AC servo sistem je superiorniji od koračnih motora u mnogim aspektima performansi. Međutim, u nekim nezahtjevnim prilikama, koračni motori se često koriste kao aktuatorski motori. Stoga je u procesu projektovanja upravljačkog sistema potrebno sveobuhvatno razmotriti zahtjeve upravljanja, troškove i druge faktore, te odabrati odgovarajući upravljački motor.