Серводвигуни проти крокових двигунів.
Що таке кроковий електродвигун і принцип його роботи:
Кроковий електродвигун - це синхронний бесщеточний електродвигун з декількома обмотками, в якому струм, що подається в одну з обмоток статора, викликає фіксацію ротора. Послідовна активація обмоток двигуна викликає дискретні кутові переміщення (кроки) ротора.
Крокові двигуни можна віднести до групи безколекторних двигунів постійного струму. Крокові двигуни, мають високу надійність і великий термін служби, що дозволяє використовувати їх в індустріальних застосуваннях. При збільшенні швидкості двигуна, зменшується обертається момент.
Крокові двигуни роблять більше вібрації, ніж інші типи двигунів, оскільки дискретний крок має тенденцію вистачати ротор від одного положення до іншого. За рахунок цього кроковий двигун під час роботи дуже галасливий. Вібрація може бути дуже сильна, що може привести двигун до втрати моменту. Це пов'язано з тим, що вал знаходиться в магнітному полі і поводиться як пружина. Крокові двигуни працюють без зворотного зв'язку, тобто не використовують енкодер або резольвера для визначення положення.
типи:
Існує чотири основних типи крокових двигунів:
- Крокові двигуна з постійним магнітом
- Гібридний крокові двигуна
- Двигуни зі змінним магнітним опором
- Біполярні і уніполярні крокові двигуни
Переваги Крокового двигуна:
- Стійкий в роботі
- Працює в широкому діапазоні фрикційних і інерційних навантажень і швидкостей, швидкість пропорційна частоті вхідних імпульсів.
- Немає необхідності в зворотного зв'язку
- Набагато дешевше інших типів двигунів
- Підшипники - єдиний механізм зносу, за рахунок цього довгий термін експлуатації.
- Чудовий крутний момент при низьких швидкостях або нульових швидкостях
- Може працювати з великим навантаженням без використання редукторів
- Двигун не може бути пошкоджений механічної перевантаженням
- Можливість швидкого старту, зупинки, реверсування
Головною перевагою крокових приводів є точність. При подачі потенціалів на обмотки, кроковий двигун повернеться строго на певний кут. Кроковий привід, можна прирівняти до недорогої альтернативи сервоприводу, він найкращим чином підходить для автоматизації окремих вузлів і систем, де не потрібна висока динаміка.
Недоліки крокової двигуна:
- Постійне споживання енергії, навіть при зменшенні навантаження і без навантаження
- У крокової двигуна існує резонанс
- Через те що немає зворотного зв'язку, можна втратити становище руху.
- Падіння крутного моменту на високій швидкості
- низька ремонтопридатність
Застосування.
Крокові двигуна має велику область застосування в машинобудуванні, верстатах ЧПУ, комп'ютерній техніці, банківських апаратах, промисловому обладнанні, виробничих лініях, медичному обладнанні і т.д.
Що таке серво двигун і принцип його роботи:
DC серводвигунів ь - двигун постійного струму.
Серводвигуни постійного струму через своїх динамічних якостей можуть бути використані приводом безперервної дії. Серводвигуни постійного струму можуть постійно працювати в режимах старт, зупинка і працювати в обох напрямках обертання. Обороти і створюваний крутний момент можна змінювати шляхом зміни величини напруги струму харчування або імпульсами.
Переваги серводвигунів:
- При малих розмірах двигуна можна отримати високу потужність
- Великий діапазон потужностей
- Відстежується положення, за рахунок використання зворотного зв'язку
- Високий крутний момент по відношенні до інерції
- Можливість швидкого розгону і гальмування
- При високій швидкості, високий крутний момент
- Допустимий межа шуму при високих швидкостях
- Повний відсутності резонансу і вібрації
- точність позиціонування
- Широкий діапазон регулювання швидкості.
- Точність підтримки швидкості і стабільність крутного моменту.
- Високий статичний момент Мо при нульовій швидкості обертання.
- Висока перевантажувальна здатність: Mmax до 3.5Mo, Imax до 4Io
- Малий час розгону і гальмування, висока прискорення (зазвичай> 5 м / с 2).
- Малий момент інерції двигуна, низька вага, компактні розміри.
Приклад роботи двигуна:
На даному прикладі я перекажу вам принцип роботи серводвігателя. Після того, як ви згенерували керуючу програму, вона створюється в системі G-кодів, тобто ваша лінія, окружність або будь-який створений вами об'єкт конвертується в переміщення по координатах X, Y, Z на певну відстань. За відстань відповідають імпульси, які подаються через блок управління на двигун. При переміщенні будь-який з осей, наприклад на 100 мм, драйвер (блок керування) подає певну напругу на двигун, вал двигуна (ротор). Вал двигуна з'єднаний з ходовим гвинтом (ШВП), обертання обертів двигуна відстежується енкодер. При обертанні ходового гвинта уздовж будь-яких осей, тому що при використанні серво, енкодери (зворотний зв'язок) встановлюються на тих осях, де ви хочете визначити положення, на енкодер подаються імпульси, які зчитуються системою управління ЧПУ. Системи ЧПУ програмуються так, що ні розуміють що, наприклад, для переміщення на 100 мм необхідно отримати певну кількість імпульсів. Поки система ЧПУ не отримає потрібну кількість імпульсів на вхід драйвера (блоку управління) буде подаватися напруга завдання (неузгодженість). Коли портал верстата проїде задані 100 мм, система ЧПУ отримає потрібну кількість імпульсів і напруга на вході драйвера впаде до 0 і двигун зупиниться. Прошу вас помітити, що перевага зворотного зв'язку в тому, що якщо по будь то небудь причини відбудеться зміщення порталу верстата, енкодер відправить на систему управління потрібну кількість імпульсів, для подачі потрібної напруги на узгодження драйвера (блоку управління), і двигун поміняє кут. Для того що розбіжність було дорівнює 0, це допомагає утримувати верстат в заданій точці з високою точністю. Не всі типи двигунів здатні, забезпечувати динаміку розгону, потрібний крутний момент і т. П.
Порівняльна характеристика за основними параметрами
Мінімум в 1,5 раз дорожче крокової двигуна.
Кожен тип двигуна призначений для свого завдання. У деяких випадках потрібно використовувати крокових двигун, а для деяких завдань необхідно використовувати тільки серво двигун. У фрезерних верстатах ЧПУ широко використовуються обидва типи двигунів, просто у кожного з них є свої завдання, і іноді не доцільно переплачувати за серво, при невеликих обсягах виробництва.
Підведемо риску порівняння серводвигунів і крокових двигунів:
Як і було сказано раніше, кроковий двигун не може вам дати високу швидкість і потужність і тому одне з його застосувань - в верстатах ЧПУ недорого сегмента, наприклад фрезерних деревообробних верстатах з ЧПУ «АртМастер» 2112, 2515, 3015 базовій комплектації. Даний вид верстатів на середній швидкості покриє великий асортимент робіт: обробки дерева, пластика, ДСП, МДФ, легких металів і інших матеріалів.
Якщо ж вас не влаштовують швидкісні характеристики, Вам необхідно розглянути фрезерні деревообробні верстати з ЧПУ «АртМастер» 2112, 2515, 3015 (авт.) І високошвидкісний фрезерний деревообробний верстат «АртМастер 3015 Racer».
Ви завжди повинні для себе розуміти, що сервомотори дозволяють вам з економити час на неодружених переходах, при цьому ви не повинні забувати правильно оптимізувати кількість проходів. Швидкість фрезерування завжди залежить від потужності ріжучого інструменту (електрошпинделя) і типу фрези. Ми не зможете отримати хорошу швидкість фрезерування при низьку якість інструменту. Ви отримаєте або шлюб у виробі, або Вам буде потрібно постійна заміна ріжучого інструменту. Тобто при використанні високих швидкостей, при обробці матеріалу ви не повинні забувати про якість і тип інструменту для фрезерування. Дорогий інструмент не тільки швидше ріже, а й служить довше. І прошу не забувати інша перевага серво: висока швидкість і продуктивність в рази вище, ніж у крокової при фрезеруванні об'ємних зображень (фото), різьблення (фото). При наявності зміни інструменту, вакуумного столу ви можете оптимізувати ваше виробництво і мінімізувати відходи.
Якщо ви хочете домогтися збільшення обсягів виконаної роботи на вашому виробництві, рішення тільки одне - сервомотори, а для старту або виготовлення фасадів, дверей, стільниць, і прямолінійного, криволінійного розкрою при обсягах виробництва від 500-1000 кв.м, ви можете зупинити свій вибір на верстатах з кроковими двигунами.