Разница между шаговым двигателем и серводвигателем в станке с ЧПУ.

Привод гравировального станка может быть выполнен с помощью шагового двигателя и серводвигателя. Многие не знают разницы между шаговым и серводвигателем и не знают, как выбрать подходящий. Ниже MISSILECNCCNC расскажет обо всех различиях между шаговым и серводвигателем гравировального станка.

1. Различная точность управления

Сервомотор превосходит шаговый двигатель, но их точность различна: угол шага двухфазного гибридного шагового двигателя обычно составляет 3,6°, 1,8°, а пятифазного гибридного шагового двигателя — 0,72°, 0,36°. Точность управления сервомотором обеспечивается поворотным энкодером на задней части вала двигателя. Для двигателей со стандартными 2500-строчными энкодерами в большинстве приводов используется четырехкратная октавная техника, эквивалентная длительность импульса которой составляет 360°/10000 = 0,036°. Для двигателя с 17-битным энкодером привод совершает 217 = 131 072 импульса на приемник, то есть эквивалентная длительность импульса составляет 360°/131072 = 9,89 секунды. Это составляет 1/655 от эквивалентной длительности импульса шагового двигателя с углом 1,8°.

Проще говоря, минимальная точность управления сервомотором в 600 раз выше, чем у шагового двигателя. В случае низкой скорости (обычно 600 об/мин) точность шагового двигателя сравнима с сервомотором, но в случае высокой скорости (обычно 1200 об/мин) из-за своих характеристик падение крутящего момента приводит к потере шагов, поэтому точность сервомотора невысока. Шаговый двигатель используется в условиях относительно низких скоростей, а сервомотор — в условиях высоких скоростей.

2. Характеристики на низких частотах различаются.

Шаговый двигатель гравировального станка на низких скоростях легко подвержен низкочастотной вибрации. Серводвигатель переменного тока работает очень плавно, даже на низких скоростях вибрации не возникают. Скорость вращения шагового двигателя ниже, чем у серводвигателя, скорость шагового двигателя нестабильна, плавающая в диапазоне от 300 до 600 об/мин, серводвигатель обеспечивает постоянную выходную мощность, 2000 или 3000 об/мин. Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости вращения и резко снижается при более высоких скоростях вращения, поэтому его максимальная рабочая скорость обычно составляет 300–600 об/мин. Серводвигатель переменного тока обеспечивает постоянный выходной крутящий момент, то есть в пределах своей номинальной скорости (обычно 2000 или 3000 об/мин) может выдавать номинальный крутящий момент, а при скорости выше номинальной — постоянную выходную мощность.

3. Способность к перегрузке не одинакова.

Шаговый двигатель гравировального станка обычно не обладает перегрузочной способностью. Серводвигатель переменного тока обладает высокой перегрузочной способностью. Шаговый двигатель обычно не обладает перегрузочной способностью. Серводвигатель переменного тока обладает высокой перегрузочной способностью, он способен преодолевать перегрузку по скорости и крутящему моменту. Максимальный крутящий момент в три раза превышает номинальный крутящий момент, что позволяет преодолевать момент инерции нагрузки при запуске. Поскольку шаговый двигатель не обладает такой перегрузочной способностью, при выборе часто необходимо выбирать двигатель с большим крутящим моментом, а станок в обычном режиме работы не нуждается в таком большом крутящем моменте, что приводит к возникновению эффекта потери момента.

4. Выполнение операции не одинаково.

Характеристики работы различаются (сервомотор не будет демонстрировать явление потери или перерегулирования, обеспечивая высокую стабильность). Внутренняя структура позиционного кольца и контура регулировки скорости, как правило, исключает явление потери или перерегулирования, характерное для шаговых двигателей, и обеспечивает более надежное управление. Шаговые двигатели с разомкнутым контуром управления подвержены сбоям или заклиниванию при слишком высокой частоте запуска или слишком большой нагрузке, а также перерегулированию при слишком высокой скорости остановки. Поэтому для обеспечения точности управления необходимо тщательно контролировать процессы нарастания и спада скорости. В системах управления с сервоприводом переменного тока с замкнутым контуром управления драйвер может напрямую получать данные обратной связи от энкодера двигателя. Внутренняя структура позиционного кольца и контура регулировки скорости, как правило, исключает явление потери или перерегулирования, характерное для шаговых двигателей, и обеспечивает более надежное управление.

5. Характеристики скорости отклика различаются.

Для гравировального станка переход от статического ускорения до рабочей скорости (обычно сотни оборотов в минуту) занимает 200–400 миллисекунд. Сервоприводы переменного тока обладают лучшими характеристиками ускорения; например, серводвигатель Panasonic MSMA 400 Вт разгоняется от статического ускорения до номинальной скорости 3000 об/мин всего за несколько миллисекунд, что позволяет использовать его в ситуациях, требующих быстрого запуска и остановки.

6. режим управления

Шаговый двигатель гравировального станка работает по принципу разомкнутого контура управления, без обратной связи, поэтому управление простое, требуется только драйвер, управление осуществляется импульсами, тогда как управление серводвигателем относительно сложное.

7. Цена: шаговый двигатель дешевый, серводвигатель дорогой.

Подведем итоги

Сервосистема гравировального станка превосходит шаговый двигатель по многим параметрам. Однако в некоторых случаях с низкой нагрузкой для реализации управления часто используется шаговый двигатель. Поэтому при проектировании системы управления необходимо учитывать требования к управлению, стоимость и многие другие факторы.

Просто сообщите компании Missilecnc, какой(ие) продукт(ы) вас интересует(ют).

++