Hoe de juiste stappenmotor en servomotor te kiezen
Stappenmotoren worden hoofdzakelijk ingedeeld volgens het aantal fasen, en tweefasige en vijffasige stappenmotoren worden op grote schaal gebruikt in de markt. De tweefasige stappenmotor kan worden verdeeld in 400 gelijke delen per omwenteling en de vijffase kan worden verdeeld in 1000 gelijke delen. Daarom zijn de karakteristieken van de vijffasige stappenmotor beter, de acceleratie- / deceleratietijd korter en de dynamische traagheid lager. .
Vergelijking van stappenmotorverschillen in twee fasen / vijf fasen:
Motorbouw:
Tweefasige stappenmotor: 8 hoofdpolen ‧; 4-fase (2-fase) 4-polige spoel
Vijffasige stappenmotor: 10 hoofdpolen ‧; 5-fase 2-polige spoel
Ontledingsenergie:
Tweefasige stappenmotor: 1,8 ° / 0,9 ° (200, 400 splits / draai)
Vijffasige stappenmotor: 0,72 ° / 0,36 ° (500, 1000 splits / draai), 2,5 maal hoger dan tweefasige stappenmotor
trillingen:
Tweetraps stappenmotor: tussen 100-200pps is een lage snelheidsresonantieveld met grote trillingen en geen significant resonantiepunt
Vijffasige stappenmotor: lage trilling, toerental-koppelkarakteristieken, minder dan vijffasige stappenmotor in snelheid, hoge snelheid, hoog koppel
De stappenmotor is een afzonderlijk bewegingsapparaat dat intrinsiek is gekoppeld aan moderne digitale besturingstechnologie. In het huidige binnenlandse digitale controlesysteem is de toepassing van stappenmotoren zeer uitgebreid. Met de komst van volledig digitale AC-servosystemen worden AC-servomotoren in toenemende mate gebruikt in digitale besturingssystemen. Om zich aan te passen aan de ontwikkelingstrend van digitale besturing, wordt meestal een stappenmotor of een volledig digitale AC-servomotor gebruikt als de uitvoeringsmotor in het bewegingscontrolesysteem. Hoewel de twee in controlemodus hetzelfde zijn (burst- en richtingssignalen), zijn er grote verschillen in prestaties en toepassing.
Vergelijk nu de prestaties van de twee.
Ten eerste is de regelnauwkeurigheid anders
De tweefasige hybride stappenmotortraphoek is in het algemeen 3,6 °, 1,8 ° en de vijffase hybride stappenmotortraphoek is in het algemeen 0,72 °, 0,36 °. Er zijn ook enkele high-performance stappenmotoren met kleinere staphoeken. Een stappenmotor voor een langzame draadsnijmachine geproduceerd door Sitong heeft bijvoorbeeld een staphoek van 0,09 °; een driefasige hybride stappenmotor geproduceerd door Bergerlahr uit Duitsland kan worden gekozen. De codeschakelaars zijn ingesteld op 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 ° en 0,036 ° en zijn compatibel met de staphoek van hybride stappenmotoren met twee en vijf fasen.
De regelnauwkeurigheid van de AC-servomotor wordt gegarandeerd door de roterende encoder aan de achterkant van de motoras. Als u de volledig digitale AC-servomotor van Panasonic als voorbeeld gebruikt, is het pulsequivalent voor een motor met een standaard 2500-lijns-encoder 360 ° / 10000 = 0,036 ° vanwege de viervoudige frequentietechnologie in de driver. Voor een motor met een 17-bits-encoder ontvangt de omvormer één omwenteling per 217 = 131072-pulsmotoren, dwz het pulsequivalent is 360 ° / 131072 = 9,89 seconden. Het is 1/655 van het puls-equivalent van een stappenmotor met een staphoek van 1,8 °.
Ten tweede zijn de kenmerken van de lage frequentie verschillend
Stappenmotoren zijn gevoelig voor laagfrequente trillingen bij lage snelheden. De trillingsfrequentie is gerelateerd aan de belastingstoestand en de prestaties van de bestuurder. Over het algemeen wordt aangenomen dat de trillingsfrequentie de helft is van de startfrequentie van de nullast van de motor. Dit fenomeen van lage frequentie-trilling, dat wordt bepaald door het werkingsprincipe van de stappenmotor, is zeer nadelig voor de normale werking van de machine. Wanneer de stappenmotor met lage snelheid werkt, moet in het algemeen demptechnologie worden gebruikt om het fenomeen van lage frequentie-trillingen te ondervangen, zoals het toevoegen van een demper aan de motor of het gebruik van onderverdelingstechnologie op de omvormer.
De AC-servomotor werkt zeer soepel en trillingen treden zelfs niet op bij lage snelheden. Het AC servosysteem heeft een resonantieonderdrukkingsfunctie, die de stijfheid van de machine kan dekken, en heeft een functie voor frequentieanalyse (fft) in het systeem, die het resonantiepunt van de machine kan detecteren en systeemaanpassing kan vergemakkelijken.
Ten derde, het verschil in frequentiekarakteristieken
Het uitgangskoppel van de stappenmotor neemt af naarmate de snelheid toeneemt, en deze daalt scherp bij hogere snelheden, dus de maximale werksnelheid is over het algemeen 300 tot 600 rpm.
De AC-servomotor heeft een constant koppelvermogen, dat wil zeggen dat deze een nominaal koppel kan leveren binnen het nominale toerental (doorgaans 2000 tpm of 3000 tpm), en het is een constant uitgangsvermogen boven het nominale toerental.
Ten vierde is de overbelastbaarheid anders
Stappenmotoren hebben over het algemeen geen overbelastingscapaciteit. De AC-servomotor heeft een sterke overbelastingscapaciteit. Neem het Panasonic AC-servosysteem als voorbeeld, het heeft overbelastingsvermogen en koppeloverbelasting. Het maximale koppel is driemaal het nominale koppel en kan worden gebruikt om het traagheidsmoment van de traagheidsbelasting op het moment van starten te overwinnen. Omdat er in de stappenmotor geen overbelastingsvermogen aanwezig is om dit traagheidsmoment tijdens de selectie te overwinnen, is het vaak nodig om een motor met een groot koppel te selecteren, en heeft de machine tijdens normale werking niet zo'n groot koppel nodig en er verschijnt een koppel. Het fenomeen van afval.
Vijf verschillende bedrijfsprestaties
De besturing van de stappenmotor is open-lusbesturing. Als de startfrequentie te hoog is of de belasting te groot is, kan deze verloren of geblokkeerd zijn. Als de snelheid tijdens de stop te hoog is, kan het overshoot optreden. Daarom moet het goed worden afgehandeld om de regelnauwkeurigheid te waarborgen. Het probleem van stijgende en dalende snelheid. Het AC-servoaandrijfsysteem is gesloten-lusbesturing. De omvormer kan het terugkoppelingssignaal van de motor-encoder rechtstreeks samplen. De interne positielus en snelheidslus worden gevormd. Over het algemeen is de traploze motor verloren of overschreden en de regelprestaties zijn betrouwbaarder.
Ten zesde, de snelheid reactieprestaties is anders
Het duurt 200 tot 400 milliseconden voordat de stappenmotor van stilstand naar bedrijfssnelheid accelereert (meestal enkele honderden omwentelingen per minuut). Het AC servosysteem heeft betere acceleratieprestaties. Neem de Panasonic msma400w AC-servomotor als voorbeeld. Het duurt slechts enkele milliseconden om te accelereren van stilstand naar de nominale snelheid van 3000 tpm. Het kan worden gebruikt in besturingssituaties waarbij een snelle start-stop vereist is.
Samenvattend is het AC-servosysteem bij veel prestatieaspecten superieur aan de stappenmotor. In sommige gevallen echter, waar de vereisten niet hoog zijn, worden vaak stappenmotoren gebruikt om de motor uit te voeren. Daarom is het bij het ontwerpproces van het regelsysteem noodzakelijk om volledig rekening te houden met de controle-eisen, kosten en andere factoren, en de geschikte besturingsmotor te selecteren.
Een stappenmotor is een actuator die elektrische pulsen omzet in hoekverplaatsing. Om het bot te zeggen: wanneer de stappendrijver een pulssignaal ontvangt, drijft hij de stappenmotor aan om een vaste hoek (en staphoek) in de ingestelde richting te roteren.
U kunt de hoekverplaatsing regelen door het aantal pulsen te regelen om een nauwkeurige positionering te bereiken. Tegelijkertijd kunt u de snelheid en versnelling van de motor regelen door de pulsfrequentie te regelen om het doel van snelheidsregeling te bereiken.
Er zijn drie soorten stappenmotoren: permanente magneet (pm), reactief (vr) en hybride (hb).
De permanente magneetstap is in het algemeen tweefasen, het koppel en het volume zijn klein en de staphoek is in het algemeen 7,5 graden of 15 graden;
De reactieve stap is over het algemeen driefasig, wat een hoge koppeloutput kan bereiken. De stephoek is over het algemeen 1,5 graden, maar het geluid en de trillingen zijn erg groot. Ontwikkeld in Europa en de Verenigde Staten in de jaren 1980 is geëlimineerd;
Hybride stappen verwijst naar het voordeel van het mengen van permanente magneten en reactieve vergelijkingen. Het is verdeeld in twee fasen en vijf fasen: de tweestaps-staphoek is over het algemeen 1,8 graden en de vijffase-staphoek is over het algemeen 0,72 graden. Deze stappenmotor wordt het meest gebruikt.
