Summary:...
Сервоприводы и шаговые двигатели имеют одинаковую конструкцию и используют одинаковый принцип работы. Оба двигателя включают в себя ротор с постоянным магнитом и статор с намотанными обмотками. Оба работают от электричества или подачи постоянного напряжения на обмотки статора, что означает, что ротор движется. Однако это единственное сходство между сервоприводом и шаговым двигателем.
Метод привода шагового двигателя
Шаговые двигатели имеют от 50 до 100 полюсов и являются двухфазными устройствами. Напротив, серводвигатели имеют от 4 до 12 полюсов и являются трехфазными устройствами.
Драйвер шагового двигателя генерирует синусоидальную волну с частотой, которая изменяется со скоростью, но величина постоянна.
Сервоприводы, с другой стороны, генерируют синусоидальные волны с преобразованием частоты и величиной, что позволяет им управлять скоростью и крутящим моментом.
Метод управления шаговым двигателем
Традиционный шаговый двигатель продвигается на определенное количество импульсов для перемещения после получения инструкции, которая связана с расстоянием. Шаговые двигатели считаются системами с разомкнутым контуром, потому что в них отсутствует механизм обратной связи, подтверждающий, что целевое положение достигнуто. Серводвигатель также будет двигаться после получения команды от контроллера. В отличие от работы системы шагового двигателя с разомкнутым контуром, серводвигатель представляет собой систему с замкнутым контуром со встроенным энкодером, который постоянно контактирует с контроллером, который выполняет любые настройки, необходимые для достижения целевого положения.
В системе шагового двигателя, если доступный крутящий момент двигателя недостаточен для преодоления нагрузки, двигатель остановится или пропустит один или несколько импульсов, создавая разницу между идеальным положением и фактическим достигнутым положением. Чтобы избежать этой проблемы, шаговые двигатели обычно имеют большие размеры, чтобы обеспечить избыток между крутящим моментом наихудшей нагрузки и доступным крутящим моментом двигателя. Помимо увеличения габаритов мотора есть еще один вариант. Добавив энкодер и работая в серворежиме, система шагового двигателя может осуществлять контроль и управление положением, точно так же, как серводвигатель.
Самый простой способ запустить шаговый двигатель в режиме замкнутого контура - сравнить теоретическое положение, полученное на основе количества шагов, и фактическое положение на основе обратной связи энкодера. Если есть разница между заданным и фактическим положением, контроллер инициирует корректирующее действие.
Хотя описанный выше метод является реактивным, после завершения движения положение двигателя изменяется. Шаговый двигатель с обратной связью может постоянно отслеживать разницу между количеством шагов положения и обратной связью энкодера (обычно это заложено в нагрузку). При непрерывной обратной связи компенсация может выполняться в реальном времени путем увеличения частоты импульсов, временного увеличения тока или регулировки угла шага.
В режиме замкнутого контура третий способ запустить шаговый двигатель - использовать синусоидальную коммутацию. Если магнитные поля статора и ротора не выровнены должным образом, энкодер регулирует ток двигателя, чтобы точно соответствовать требуемому крутящему моменту для перемещения или управления нагрузкой. Поскольку обратная связь используется для управления крутящим моментом путем контроля тока двигателя, этот режим иногда называют сервоуправлением. В режиме сервоуправления шаговый двигатель фактически ведет себя как высокополюсный серводвигатель. Однако здесь нет шума и резонанса, как у традиционных шаговых двигателей, что обеспечивает более плавное движение и более точное управление. Поскольку ток является динамическим, а не постоянным, как в традиционном шаговом двигателе, проблема нагрева двигателя значительно устраняется.
Шаговые двигатели с обратной связью устраняют многие дефекты традиционных систем с обратной связью, делая их по своим характеристикам аналогичными серводвигателям. В приложениях, требующих высокой скорости, высокой скорости и высокого крутящего момента, а также способности выдерживать изменяющиеся нагрузки, производительность серводвигателя обеспечивается за счет шагового двигателя с обратной связью.
EN
