Jaka jest różnica między silnikiem serwo a silnikiem krokowym?

We współczesnym przemyśle silniki stanowią integralną część. Istnieje wiele typów silników, m.inserwomotoryIsilniki krokowesą dwa wspólne. Chociaż oba są używane do sterowania ruchami maszyn, istnieje między nimi duża różnica. W tym artykule przedstawimy zasadę działania, różnice w wydajności i obszary zastosowań serwomotorów i silników krokowych.

 

Różnica w zasadzie działania

Serwosilniki i silniki krokowe działają na różnych zasadach. Serwomotor to układ sterowania w zamkniętej pętli, który steruje prędkością i położeniem silnika za pomocą sygnałów sprzężenia zwrotnego. Serwosilniki zwykle składają się z silnika, enkodera, sterownika i zasilacza. Enkoder służy do pomiaru położenia i prędkości silnika, a sterownik reguluje ruch silnika zgodnie z sygnałem zwrotnym z enkodera. Silniki serwo charakteryzują się wysoką dokładnością sterowania i mogą realizować ruch z dużą prędkością i precyzją.

 

 

Silnik krokowy to układ sterowania w otwartej pętli, który steruje prędkością i położeniem silnika poprzez sterowanie sygnałem impulsowym silnika. Silnik krokowy składa się zwykle z silnika, sterownika i sterownika. Sterownik wysyła sygnały impulsowe do sterownika, a sterownik przetwarza sygnały impulsowe na ruch dla silnika. Dokładność sterowania silnikiem krokowym jest stosunkowo niska, ale pozwala na precyzyjną kontrolę położenia.

 

Różnica w wydajności

 

1. Różne charakterystyki niskich częstotliwości

Silniki krokowe są podatne na wibracje o niskiej częstotliwości przy niskich prędkościach. Częstotliwość wibracji jest związana ze stanem obciążenia i wydajnością sterownika i ogólnie uważa się, że częstotliwość wibracji stanowi połowę częstotliwości rozruchu silnika bez obciążenia. To zjawisko wibracji o niskiej częstotliwości, o którym decyduje zasada działania silnika krokowego, jest bardzo niekorzystne dla normalnej pracy maszyny. Gdy silnik krokowy pracuje z małą prędkością, zasadniczo należy go stosować do technologii tłumienia, aby przezwyciężyć zjawisko wibracji o niskiej częstotliwości, na przykład dodając tłumik do silnika lub stosując technologię podziału w sterowniku i tak dalej.

 

Serwosilniki prądu przemiennego pracują bardzo płynnie i nie wibrują nawet przy niskich prędkościach. System serwo AC ma funkcję tłumienia rezonansu, która może pokryć brak sztywności maszyny, a system ma funkcję wewnętrznej rozdzielczości częstotliwości (FFT), która może wykryć punkt rezonansu maszyny, dzięki czemu można ją łatwo dostosować system.

 

2. Różne charakterystyki momentu obrotowego i częstotliwości

Wyjściowy moment obrotowy silnika krokowego maleje wraz ze wzrostem prędkości obrotowej i gwałtownie maleje przy wyższych prędkościach obrotowych, więc jego maksymalna prędkość robocza wynosi zazwyczaj 300-600obr/min.

 

Serwosilnik prądu przemiennego zapewniający stały moment obrotowy, to znaczy przy prędkości znamionowej (zwykle 2000 obr./min lub 3000 obr./min) może generować znamionowy moment obrotowy przy prędkości znamionowej powyżej stałej mocy wyjściowej.

 

3. różna zdolność przeciążeniowa

Silnik krokowy generalnie nie ma zdolności przeciążeniowej. Silnik serwo prądu przemiennego ma dużą zdolność przeciążeniową. Na przykład serwosystem Panasonic AC ma zdolność do przeciążenia prędkości i momentu obrotowego. Jego maksymalny moment obrotowy jest trzykrotnością momentu znamionowego, który można wykorzystać do pokonania momentu bezwładności obciążeń bezwładnościowych w momencie rozruchu. Silnik krokowy, ponieważ nie ma takiej wytrzymałości na przeciążenia, aby przezwyciężyć ten moment bezwładności w doborze, często trzeba wybrać silnik o większym momencie obrotowym, a maszyna nie potrzebuje tak dużego momentu obrotowego podczas normalnej pracy, będzie to strata czasu zjawisko momentu obrotowego.

 

4. Różna wydajność działania

Sterowanie silnikiem krokowym do sterowania w pętli otwartej, częstotliwość startu jest zbyt wysoka lub obciążenie jest zbyt duże skłonność do utraty kroków lub blokowania zjawiska zatrzymania prędkości jest zbyt duża podatność na zjawisko przeregulowania, więc w celu zapewnienia dokładności kontroli, należy uporać się z problemem zwiększania i zmniejszania prędkości. Układ serwonapędu AC do sterowania w pętli zamkniętej, sterownik może znajdować się bezpośrednio na próbkowaniu sygnału zwrotnego enkodera silnika, wewnętrzny skład pętli położenia i pętli prędkości, generalnie nie pojawia się w silniku krokowym zjawiska utraty kroków lub przekroczenia, wydajność sterowania jest bardziej niezawodna.

Różnica w zastosowaniu

Silniki krokowe zwykle poruszają się krokowo, przy czym każdy krok ma stały kąt, dlatego dobrze sprawdzają się w zastosowaniach wymagających prostego sterowania w otwartej pętli i stosunkowo niskiej dokładności. Dlatego silniki krokowe nadają się do niektórych zastosowań, które nie wymagają szczególnie dużej dokładności pozycjonowania, takich jak drukarki, skanery, drukarki atramentowe i tak dalej.

 

Natomiast serwomotory sprawdzają się lepiej w zastosowaniach o bardziej rygorystycznych wymaganiach dotyczących sterowania ruchem. Serwomotory wykorzystują system sprzężenia zwrotnego, który zapewnia większą dokładność sterowania i dynamiczną reakcję. To sprawia, że ​​serwomotory nadają się do zastosowań wymagających dużej precyzji pozycjonowania, prędkości i kontroli położenia, takich jak obrabiarki CNC, roboty, samoloty itp. Systemy serwo zapewniają bardziej precyzyjną kontrolę ruchu poprzez ciągłą regulację mocy wyjściowej w celu wyeliminowania błędów.

 

Krótko mówiąc, chociaż do sterowania ruchami maszyny wykorzystuje się zarówno serwomotory, jak i silniki krokowe, istnieje między nimi duża różnica. Silnik serwo to układ sterowania w pętli zamkniętej o dużej dokładności sterowania, odpowiedni do szybkich i precyzyjnych ruchów; silnik krokowy to układ sterowania w otwartej pętli o niższym koszcie, odpowiedni do precyzyjnego sterowania położeniem. W zastosowaniach praktycznych należy dobrać odpowiedni typ silnika w zależności od konkretnych potrzeb.