Waarom is een stappenmotor superieur aan een servomotor op een 3D-printer?
De motor is een zeer belangrijke voedingscomponent op de 3D-printer. De nauwkeurigheid is gerelateerd aan de kwaliteit van het 3D-printen. Over het algemeen wordt de stappenmotor gebruikt voor 3D-afdrukken. Stappenmotor is een soort van discreet bewegingsapparaat. Het is anders dan de gewone AC / DC-motor. Het gewone motorvermogen is ingeschakeld, maar de stappenmotor niet. Stappenmotor voert één stap uit wanneer een commando wordt ontvangen. De servomotor is een motor die de werking van mechanische componenten in het servosysteem regelt. Het kan de snelheid en de positienauwkeurigheid zeer nauwkeurig regelen. Het kan het spanningssignaal omzetten in koppel en snelheid om het besturingsobject aan te sturen. Hoewel de twee in controlemodus hetzelfde zijn (burst- en richtingssignalen), zijn er grote verschillen in prestaties en toepassing. Nu neemt Xiaobian u mee om de specifieke verschillen in prestaties tussen de twee aspecten te bekijken.
Verschillende regelnauwkeurigheden
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 draadaanvoermachine geproduceerd door Sitong heeft bijvoorbeeld een staphoek van 0,09 °.
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 een omwenteling van 217 = 131072-pulsmotoren, dwz het pulsequivalent is 360 ° / 131072 = 9,89 seconden, wat een stappenmotor is met een staphoek van 1,8 °. 1/655 van het pulsequivalent.
Verschillende lage frequentiekarakteristieken
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 afnamefrequentie 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 de dempingstechnologie in het algemeen worden gebruikt om het fenomeen van lage frequentietrilling te ondervangen, zoals het toevoegen van een demper aan de motor of het gebruik van indelingstechnologie 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 in het systeem, die het resonantiepunt van de machine kan detecteren en systeemaanpassing kan vergemakkelijken.
Verschillende momentfrequentiekarakteristieken
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 300-600 RPM.
De AC-servomotor heeft een constante koppeloutput, dat wil zeggen dat deze binnen het nominale toerental (doorgaans 2000 RPM of 3000 RPM) het nominale koppel kan leveren en dat het constante uitgangsvermogen hoger is dan het nominale toerental.
Verschillende overbelastingsmogelijkheden
Stappenmotoren hebben over het algemeen geen overbelastingsvermogen en AC-servomotoren hebben sterke overbelastingsmogelijkheden.
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.
Verschillende loopprestaties
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 garanderen. 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.
Verschillende snelheidsresponsprestaties
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. Met de Panasonic MSMA400W AC-servomotor als voorbeeld, duurt het slechts enkele milliseconden om te accelereren vanuit stilstand naar de nominale snelheid van 3000 tpm, die kan worden gebruikt voor besturingstoepassingen die snel starten en stoppen vereisen.
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.
