Porównanie wydajności silnika serwo i silnika krokowego

Jako system sterowania z otwartą pętlą, silnik krokowy ma zasadniczy związek z nowoczesną technologią sterowania cyfrowego. W obecnym krajowym systemie sterowania cyfrowego silnik krokowy jest szeroko stosowany. Wraz z pojawieniem się w pełni cyfrowego układu serwo AC, silnik serwo AC jest coraz częściej stosowany w cyfrowym systemie sterowania. Aby dostosować się do trendu rozwoju sterowania cyfrowego, większość systemów sterowania ruchem przyjmuje silnik krokowy lub w pełni cyfrowy serwomotor prądu przemiennego jako silnik wykonawczy. Chociaż są podobne w trybie sterowania (ciąg impulsów i sygnał kierunkowy), różnią się znacznie wydajnością i zastosowaniem. Porównuje się wydajność obu.

Po pierwsze, różna dokładność sterowania

Kąt krokowy dwufazowego hybrydowego silnika krokowego wynosi zwykle 1,8 ° i 0,9 °, a kąt krokowy pięciofazowego hybrydowego silnika krokowego wynosi zwykle 0,72 ° i 0,36 °. Istnieją również silniki krokowe o wysokiej wydajności, dzieląc kąt tylnego stopnia na mniejszy. Na przykład kąt kroku dwufazowego hybrydowego silnika krokowego produkowanego przez NEWKYE można ustawić na 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° i 0,036 ° za pomocą przełącznika kodowego, który jest kompatybilny z krokiem kąta dwufazowego i pięciofazowego hybrydowego silnika krokowego.

Precyzja sterowania serwomotorem prądu przemiennego jest gwarantowana przez enkoder obrotowy na tylnym końcu wału silnika. Biorąc jako przykład w pełni cyfrowy serwomotor AC NEWKYE, dla silnika ze standardowym enkoderem linii 2500, ekwiwalent impulsu wynosi 360 ° / 8000 = 0,045 ° dzięki zastosowaniu technologii poczwórnej częstotliwości wewnątrz sterownika. W przypadku silnika z 17-bitowym enkoderem sterownik odbiera na jeden obrót silniki impulsowe 131072, czyli jego odpowiednik impulsowy wynosi 360 ° / 131072 = 0,0027466 °, co stanowi 1/655 równoważnika impulsu silnika krokowego z Kąt kroku 1,8 °.

Po drugie, charakterystyka niskiej częstotliwości jest inna

Przy niskiej prędkości silnik krokowy jest podatny na wibracje o niskiej częstotliwości. Częstotliwość drgań jest związana ze stanem obciążenia i wydajnością napędu. Powszechnie uważa się, że częstotliwość drgań jest równa połowie częstotliwości rozruchowej bez obciążenia silnika. Zjawisko drgań o niskiej częstotliwości określone zasadą działania silnika krokowego jest bardzo niekorzystne dla normalnej pracy maszyny. Gdy silnik krokowy pracuje z niską prędkością, należy generalnie stosować technologię tłumienia, aby przezwyciężyć zjawisko drgań o niskiej częstotliwości, takie jak dodanie tłumika na silniku lub sterownik w przypadku zastosowania technologii podziału.

Silnik serwo AC działa bardzo płynnie i nie wibruje nawet przy niskich prędkościach. System serwo AC z funkcją tłumienia rezonansu, może pokryć brak sztywności mechanicznej, a system ma funkcję analizy częstotliwości (FFT), może wykryć mechaniczny punkt drgań, łatwo dostosować system.

Po trzecie, charakterystyka częstotliwości momentu jest inna

Wyjściowy moment obrotowy silnika krokowego zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości i gwałtownie spada przy wyższych prędkościach, więc jego maksymalna prędkość robocza wynosi zwykle 300 ~ 600 obr / min. Serwomotor prądu przemiennego ma stały wyjściowy moment obrotowy, to znaczy może wyprowadzać znamionowy moment obrotowy w zakresie prędkości znamionowej (zwykle 2000 obr / min lub 3000 obr / min) i stałą moc wyjściową powyżej prędkości znamionowej.

Po czwarte, zdolność przeciążania jest inna

Silnik krokowy generalnie nie ma zdolności przeciążeniowej. Silnik serwo AC ma dużą zdolność przeciążeniową. Biorąc za przykład serwomechanizm Sanyo AC, ma on zdolność do przeciążania prędkości i przeciążania momentu obrotowego. Maksymalny moment obrotowy jest dwa do trzech razy większy od momentu znamionowego i można go wykorzystać do pokonania momentu bezwładności obciążenia bezwładnościowego przy rozruchu. Ponieważ silnik krokowy nie ma takiej przeciążalności, aby pokonać ten moment bezwładności przy doborze, często konieczne jest dobranie silnika o dużym momencie obrotowym, a maszyna nie potrzebuje tak dużego momentu podczas normalnej pracy, więc występuje zjawisko utraty momentu obrotowego.

Po piąte, inna wydajność operacji

Silnik krokowy jest sterowany w pętli otwartej. Jeśli częstotliwość początkowa jest zbyt wysoka lub obciążenie jest zbyt duże, łatwo jest stracić krok lub przeciągnąć; jeśli prędkość jest zbyt duża, łatwo jest przekroczyć prędkość podczas zatrzymywania. Dlatego, aby zapewnić dokładność sterowania, należy dobrze rozwiązać problem wzrostu i spadku prędkości. Układ serwonapędu AC jest sterowany w pętli zamkniętej. Sterownik może bezpośrednio próbkować sygnały sprzężenia zwrotnego z enkodera silnika. Część wewnętrzna składa się z pierścienia pozycjonującego i pierścienia szybkiego.

Po szóste, różna wydajność reakcji prędkości

Silnik krokowy potrzebuje 200 ~ 400 milisekund, aby przyspieszyć od spoczynku do prędkości roboczej (zwykle setki obrotów na minutę). Wydajność przyspieszenia serwomechanizmu AC jest dobra. Biorąc za przykład serwomotor NEWKYE 400 W AC, przyspieszenie od spoczynku do prędkości znamionowej 3000 obr./min. Zajmuje tylko kilka milisekund, co może być używane w sytuacjach wymagających szybkiego uruchomienia i zatrzymania.

Podsumowując, serwo AC jest lepsze od silnika krokowego w wielu aspektach wydajności. Jednak silnik krokowy jest często używany do uruchamiania silnika w mniej wymagających sytuacjach. Dlatego w procesie projektowania systemu sterowania, biorąc pod uwagę wymagania sterowania, koszty i inne czynniki, należy wybrać odpowiedni silnik sterujący.


Czas postu: Gru-02-2020