Stappenmotor is een discreet bewegingsapparaat dat een essentiële verbinding heeft met moderne digitale besturingstechnologie.In het huidige digitale besturingssysteem voor thuisgebruik worden stappenmotoren veel gebruikt.Met de opkomst van volledig digitale AC-servosystemen worden AC-servomotoren steeds vaker gebruikt in digitale besturingssystemen.Om zich aan te passen aan de ontwikkelingstrend van digitale besturing, worden stappenmotoren of volledig digitale AC-servomotoren meestal gebruikt als uitvoerende motoren in bewegingscontrolesystemen.Hoewel beide qua besturingsmodus (pulstrein en richtingsignaal) vergelijkbaar zijn, zijn er grote verschillen in prestaties en toepassingsmogelijkheden.Vergelijk nu de prestaties van de twee.
De regelnauwkeurigheid is anders
De staphoeken van tweefasige hybride stappenmotoren zijn over het algemeen 3,6 graden en 1,8 graden, en de staphoeken van vijffasige hybride stappenmotoren zijn over het algemeen 0,72 graden en 0,36 graden.Er zijn ook enkele krachtige stappenmotoren met kleinere staphoeken.Een stappenmotor geproduceerd door Stone Company voor langzaam bewegende draadwerktuigmachines heeft bijvoorbeeld een staphoek van 0,09 graden;een driefasige hybride stappenmotor geproduceerd door BERGER LAHR heeft een staphoek van 0,09 graden.De DIP-schakelaar is ingesteld op 1,8 graden, 0,9 graden, 0,72 graden, 0,36 graden, 0,18 graden, 0,09 graden, 0,072 graden, 0,036 graden, wat compatibel is met de staphoek van tweefasige en vijffasige hybride stappenmotoren.
De regelnauwkeurigheid van de AC-servomotor wordt gegarandeerd door de roterende encoder aan de achterkant van de motoras.Voor een motor met een standaard encoder met 2500 lijnen is het pulsequivalent 360 graden/10.000=0,036 graden vanwege de viervoudige frequentietechnologie in de driver.Voor een motor met een 17-bits encoder maakt de motor elke keer dat de driver 217=131072 pulsen ontvangt, één omwenteling, dat wil zeggen dat het pulsequivalent 360 graden/131072=9,89 seconden is.Het is 1/655 van het pulsequivalent van een stappenmotor met een staphoek van 1,8 graden.
De lage frequentiekarakteristieken zijn verschillend:
Stappenmotoren zijn gevoelig voor laagfrequente trillingen bij lage snelheden.De trillingsfrequentie is gerelateerd aan de beladingstoestand en de prestaties van de bestuurder.Algemeen wordt aangenomen dat de trillingsfrequentie de helft bedraagt van de onbelaste startfrequentie van de motor.Dit laagfrequente trillingsverschijnsel, bepaald door het werkingsprincipe van de stappenmotor, is zeer ongunstig voor de normale werking van de machine.Wanneer de stappenmotor op lage snelheid werkt, moet over het algemeen dempingstechnologie worden gebruikt om het laagfrequente trillingsfenomeen te overwinnen, zoals het toevoegen van een demper aan de motor, of het gebruik van onderverdelingstechnologie op de driver, enz.
De AC-servomotor loopt zeer soepel en trilt niet, zelfs niet bij lage snelheden.Het AC-servosysteem heeft een resonantie-onderdrukkingsfunctie, die het gebrek aan stijfheid van de machine kan dekken, en het systeem heeft een frequentieanalysefunctie (FFT) binnen het systeem, die het resonantiepunt van de machine kan detecteren en systeemaanpassing kan vergemakkelijken.
De momentfrequentiekarakteristieken zijn verschillend:
Het uitgangskoppel van de stappenmotor neemt af naarmate de snelheid toeneemt, en zal scherp dalen bij een hogere snelheid, dus de maximale werksnelheid is over het algemeen 300-600 RPM.De AC-servomotor heeft een constant koppel, dat wil zeggen dat hij een nominaal koppel kan leveren binnen zijn nominale snelheid (doorgaans 2000 RPM of 3000 RPM), en het is een constant uitgangsvermogen boven de nominale snelheid.
De overbelastingscapaciteit is anders:
Stappenmotoren hebben over het algemeen geen overbelastingsvermogen.AC-servomotor heeft een sterke overbelastingscapaciteit.Neem het AC-servosysteem van Panasonic als voorbeeld: het biedt mogelijkheden voor snelheidsoverbelasting en koppeloverbelasting.Het maximale koppel is drie keer het nominale koppel, dat kan worden gebruikt om het traagheidsmoment van de traagheidsbelasting op het moment van starten te overwinnen.Omdat de stappenmotor dit soort overbelastbaarheid niet heeft, is het, om dit traagheidsmoment bij het selecteren van een model te overwinnen, vaak nodig om een motor met een groter koppel te selecteren, en heeft de machine niet zo'n groot koppel nodig tijdens normale werking, dus het koppel verschijnt.Het fenomeen verspilling.
Hardloopprestaties zijn anders:
De besturing van de stappenmotor is een open-loop regeling.Als de startfrequentie te hoog is of de belasting te groot is, zal er gemakkelijk stapverlies of afslaan optreden.Wanneer de snelheid te hoog is, zal er gemakkelijk sprake zijn van doorschieten als de snelheid te hoog is.Om de nauwkeurigheid van de controle te garanderen, moet er daarom op de juiste manier mee worden omgegaan.Problemen met opstijgen en vertragen.Het AC-servoaandrijfsysteem is een gesloten lusregeling.De aandrijving kan rechtstreeks het feedbacksignaal van de motor-encoder bemonsteren en de interne positielus en snelheidslus worden gevormd.Over het algemeen zal er geen stapverlies of overschrijding van de stappenmotor zijn en zijn de regelprestaties betrouwbaarder.
De snelheidsresponsprestaties zijn anders:
Het duurt 200-400 milliseconden voordat een stappenmotor van stilstand naar werksnelheid accelereert (doorgaans enkele honderden omwentelingen per minuut).De acceleratieprestaties van het AC-servosysteem zijn beter.Als we de CRT AC-servomotor als voorbeeld nemen, duurt het slechts een paar milliseconden om van statisch naar de nominale snelheid van 3000 RPM te accelereren, wat kan worden gebruikt bij besturingssituaties waarbij snel starten en stoppen vereist is.
Kortom, het AC-servosysteem is in veel prestatieaspecten superieur aan de stappenmotor.Maar in sommige minder veeleisende gelegenheden worden stappenmotoren vaak gebruikt als uitvoerende motoren.Daarom moeten bij het ontwerpproces van het besturingssysteem verschillende factoren, zoals besturingsvereisten en kosten, uitgebreid in overweging worden genomen, en moet een geschikte besturingsmotor worden geselecteerd.
Een stappenmotor is een actuator die elektrische pulsen omzet in hoekverplaatsing.In termen van de leek: wanneer de stappenmotor een pulssignaal ontvangt, drijft deze 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 het doel van nauwkeurige positionering te bereiken;Tegelijkertijd kunt u de snelheid en versnelling van de motorrotatie 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 stappen van permanente magneten zijn over het algemeen tweefasig, met een klein koppel en volume, en de staphoek is over het algemeen 7,5 graden of 15 graden;
Reactieve stappen zijn over het algemeen driefasig, waardoor een groot koppel kan worden gerealiseerd, en de staphoek is over het algemeen 1,5 graden, maar het geluid en de trillingen zijn erg groot.In ontwikkelde landen zoals Europa en de Verenigde Staten is het in de jaren tachtig geëlimineerd;
de hybride stepper verwijst naar de combinatie van de voordelen van het permanente magneettype en het reactieve type.Het is verdeeld in tweefasig en vijffasig: de tweefasige staphoek is over het algemeen 1,8 graden en de vijffasige staphoek is over het algemeen 0,72 graden.Dit type stappenmotor wordt het meest gebruikt.
Posttijd: 25 maart 2023