AC Servo Motor Vs Stepper Motor - որն է ավելի լավ:

Շարժման կառավարման կիրառման համար շարժիչի սխալ տեխնոլոգիա ընտրելը առաջացնում է բարդ ինժեներական ձախողումներ: Բաց օղակի համակարգի կիրառումը, որտեղ դինամիկ հետադարձ կապ է պահանջվում, հանգեցնում է քրոնիկ կորցրած քայլերի, նյութի ջարդոնի և որակի վերահսկման անընդունելի խնդիրների: Ընդհակառակը, պարզ ինդեքսավորման առաջադրանքների համար փակ օղակի համակարգերի չափից ավելի հստակեցումը վատնում է ինժեներական ժամերը անհարկի թյունինգի բարդության վրա: Ինժեներները և համակարգերի նախագծողները պետք է հավասարակշռեն կատարողականի դինամիկ պահանջները շրջակա միջավայրի գործոնների և համակարգի բարդության դեմ: Ավտոմատացման, CNC մեքենաների կամ ռոբոտային համակարգերի նախագծման ժամանակ դուք պետք է գնահատեք արագությունը, ոլորող մոմենտը և ճշգրտության պարամետրերը: Հիմնական սահմանումների վրա հիմնվելն այլևս բավարար չէ ժամանակակից մեքենաների նախագծման համար: Մակերեւութային մակարդակների համեմատություններից դուրս անցնելը պահանջում է ոլորող մոմենտների կորերի, փակ հանգույցի ընդդեմ բաց հանգույցի ճարտարապետությունների և ճանապարհորդության հեռավորության արդյունավետության խիստ տեխնիկական գնահատում: Այս մեխանիկական և էլեկտրական տարբերությունները հասկանալը հիմք է տալիս վերջնականապես լուծելու համար AC Servo Motor Vs Stepper Motor բանավեճ ձեր կոնկրետ հավելվածի համար:

• Ոլորող մոմենտ արագությամբ. Քայլային շարժիչները գերազանցում են բարձր ոլորող մոմենտների և ցածր արագության կիրառման դեպքում, բայց մեծ պտույտների ժամանակ ենթարկվում են պտտող մոմենտների խիստ դեգրադացիայի, մինչդեռ փոփոխական հոսանքի սերվո շարժիչները պահպանում են ոլորող մոմենտների հարթ կորը բարձր արագությունների միջակայքում:

• Վերահսկիչ ճարտարապետություն և հուսալիություն. Հիմնական տարբերակիչը հետադարձ կապն է: Ստեպպերները սովորաբար գործում են բաց հանգույցով (ստանձնելով դիրքը)՝ առաջարկելով բարձր հուսալիություն կոշտ միջավայրում, մինչդեռ AC սերվոները հիմնվում են շարունակական փակ հանգույցի կոդավորիչների հետադարձ կապի վրա՝ իրական ժամանակում սխալների ուղղման համար:

• Արժեքն ընդդեմ բարդության. Stepper-ներն առաջարկում են անզուգական պարզություն և ավելի ցածր սկզբնական ծախսեր: AC սերվո շարժիչը պահանջում է ավելի մեծ նախնական ներդրումներ (հազվագյուտ հողային մագնիսների և կոդավորիչների շնորհիվ), բայց ապահովում է բարձր էներգիայի արդյունավետություն, դինամիկ արձագանք և ավելի ու ավելի շատ ժամանակակից ավտոմատ թյունինգ՝ բարդությունը նվազեցնելու համար:

• Հավելվածի հարմարեցում. կանխատեսելի, ցածր արագությամբ, մշտական ​​բեռնվածության և կարճ հեռավորությունների ինդեքսավորման բարենպաստություն ստեպպերների համար; փոփոխական բեռները, երկար հեռավորությունների վրա բարձր արագությամբ դիրքավորումը և դիրքային սխալների զրոյական հանդուրժողականությունը պահանջում են AC սերվոներ:

Ինչպես են աշխատում Stepper-ը և Servo Motors-ը

Քայլային շարժիչի մեխանիկա (բաց հանգույցի ստանդարտ)

Քայլային շարժիչները գործում են բարձր բևեռների հաշվարկով: Ստանդարտ հիբրիդային քայլային շարժիչը պարունակում է 50-ից 100 մագնիսական բևեռներ, որոնք մշակված են իր ռոտորում: Այս բարձր բևեռի խտությունը շարժիչին թույլ է տալիս ամբողջական պտույտը բաժանել հարյուրավոր ճշգրիտ մեխանիկական քայլերի: Ստանդարտ 1,8 աստիճանի ստեպպերը կատարում է 200 դիսկրետ քայլ մեկ պտույտում: Շարժիչը հաջորդական ընթացիկ իմպուլսներ է ուղարկում ստատորի ոլորուններին՝ ռոտորը քաշելով հաջորդ մագնիսական հավասարեցմանը: Այս ճարտարապետությունը հնարավորություն է տալիս խիստ ճշգրիտ պտտվող դիրքավորում՝ առանց արտաքին հետադարձ կապի սենսորների պահանջի:

Այս շարժիչները հենվում են մշտական ​​հոսանքի ձգման վրա՝ պահելու մոմենտը պահպանելու համար: Երբ շարժիչը հասնում է իր նպատակային դիրքին և կանգ է առնում, շարժիչը շարունակում է ամբողջ հոսանք մատակարարել ոլորուններին: Սա կողպում է ռոտորը տեղում՝ ապահովելով զրոյական արագությամբ պահելու հիանալի ոլորող մոմենտ: Շարժիչը գործում է որպես մեխանիկական արգելակ՝ դիմակայելով արտաքին ուժերին, որոնք փորձում են պտտել լիսեռը: Այնուամենայնիվ, այս մշտական ​​հոսանքը զգալի ջերմություն է առաջացնում: Քայլային շարժիչները սովորաբար աշխատում են մակերևույթի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, որը հաճախ գերազանցում է 80 աստիճան Ցելսիուսը, նույնիսկ երբ ամբողջովին անգործության են մատնված:

Ինժեներները հաճախ օգտագործում են միկրոսթեյփինգը բարելավելու լուծումը և նվազեցնելու մեխանիկական ռեզոնանսը: Microstepping շարժիչները համամասնում են հոսանքը հարակից ստատորի պարույրների միջև՝ օգտագործելով սինուսային և կոսինուսային ալիքային ձևերը: Սա ստիպում է ռոտորին դիրք պահել երկու ֆիզիկական բևեռների միջև: Թեև սա մեծացնում է դիրքային լուծաչափը մինչև 51200 քայլ մեկ պտույտի համար կամ ավելի բարձր, այն կտրուկ նվազեցնում է աճող պտտվող մոմենտը: Շարժիչը կորցնում է ֆիզիկական բևեռների միջև ամուր մեխանիկական պահելու ունակությունը: Այն ենթակա է դիրքային սխալների, եթե արտաքին ուժերը գերազանցում են կրճատված միկրոսթափման ոլորող մոմենտը:

Նուրբ հետադարձ կապի բաղադրիչների բացակայությունը աստիճանային շարժիչներին տալիս է բնորոշ մեխանիկական հուսալիություն: Առանց օպտիկական կոդավորիչների կամ լուծիչների, որոնք կցված են հետևի լիսեռին, ստեպպերները դիմակայում են բարձր թրթռումների, ուժեղ փոշու և շրջակա միջավայրի խիստ պայմաններին: Պարզեցված լարերի համար պահանջվում է ընդամենը չորս հաղորդիչ ստանդարտ երկբևեռ ստեպպերի համար՝ նվազեցնելով էլեկտրական աղմուկի միջամտության հնարավորությունը և պարզեցնելով մալուխի երթուղին քարշող շղթաներով:

Փակ հանգույցի փոփոխական հոսանքի սերվո շարժիչների աշխատանքային սկզբունքը

Ան AC Servo Motor-ն օգտագործում է ցածր բևեռների քանակի դիզայն, որը սովորաբար պարունակում է 4-ից 12 մագնիսական բևեռներ: Քանի որ քայլի ֆիզիկական անկյունները մեծ են, շարժիչը չի կարող ճշգրիտ դիրքավորվել միայն մեխանիկական բևեռներով: Համակարգը զուգակցում է շարժիչը բարձր լուծաչափի հետադարձ կապի սարքի հետ, ինչպիսին է օպտիկական կոդավորիչը, մագնիսական կոդավորիչը կամ լուծիչը: Այս սենսորը մշտապես հետևում է ռոտորի լիսեռի ճշգրիտ ֆիզիկական դիրքին և փոխանցում է այս տվյալները դեպի սկավառակ:

Այս ճարտարապետության որոշիչ բնութագիրը փակ օղակի հետադարձ կապի մեխանիզմն է: Servo drive-ը շարունակաբար ստանում է հրամայված դիրքի և արագության ազդանշաններ շարժման կարգավորիչից: Միաժամանակ, այն կարդում է իրական դիրքի և արագության տվյալները շարժիչի կոդավորիչից: Սկավառակը հաշվարկում է հետևյալ սխալը հրամայված վիճակի և իրական վիճակի միջև: Այնուհետև այն կարգավորում է շարժիչի ոլորուն մատակարարվող հոսանքը վայրկյանում հազարավոր անգամներ՝ օգտագործելով Համամասնական-Ինտեգրալ-ածանցյալ (PID) կառավարման հանգույց՝ իրական ժամանակում այս սխալը շտկելու համար:

Ի տարբերություն ստեպպերների, սերվո շարժիչներն ունեն հոսանքի դինամիկ քաշում: Շարժիչը մատակարարում է միայն կոնկրետ բեռը տեղափոխելու կամ պահելու համար պահանջվող հոսանքի ճշգրիտ քանակությունը: Եթե ​​շարժիչը անգործության է նստում առանց արտաքին ուժերի կիրառման, ապա ընթացիկ քաշը իջնում ​​է գրեթե զրոյի: Այս բեռնվածքից կախված էներգիայի սպառումը հանգեցնում է զգալիորեն ավելի բարձր էլեկտրական արդյունավետության և զրոյական արագությամբ ջերմության կտրուկ ցածր արտադրության: Շարժիչը սառը է մնում անգործության ժամանակ՝ երկարացնելով ներքին առանցքակալների և կնիքների կյանքը:

Արտադրողները կառուցում են ժամանակակից սերվո ռոտորներ՝ օգտագործելով բարձր արդյունավետության հազվագյուտ հողային մագնիսներ, ինչպիսիք են նեոդիմը: Այս մագնիսները առաջացնում են բացառիկ ուժեղ մագնիսական դաշտեր՝ համեմատած իրենց ֆիզիկական չափի հետ: Այս կոնստրուկցիան զգալիորեն մեծացնում է շարժիչի հզորության խտությունը՝ թույլ տալով կոմպակտ սերվոյին ապահովել մեծ ոլորող մոմենտ և արագ արագացում: Հազվագյուտ հողային նյութերի և ճշգրիտ հետադարձ կապի սենսորների վրա կախվածությունն էապես մեծացնում է արտադրության բարդությունը և պահանջում է որակի խիստ վերահսկողություն հավաքման ընթացքում:

Կողք-կողքի կատարողականի համեմատություն

Արագություն, ոլորող մոմենտ և ճանապարհորդության հեռավորություն (Կրիտիկական տարբերակիչներ)

Մեծ ոլորող մոմենտների կորերը թելադրում են երկու տեխնոլոգիաների գործառնական սահմանները: Շարժիչի պտտման արագության մեծացման հետ մեկտեղ աստիճանական շարժիչի ոլորող մոմենտը նվազում է: Այս դեգրադացիան տեղի է ունենում ոլորուն ինդուկտիվության և հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժի պատճառով (ետ-EMF): Քանի որ շարժիչը մեծացնում է քայլի իմպուլսի հաճախականությունը՝ շարժիչն ավելի արագ պտտելու համար, ինդուկտիվությունը թույլ չի տալիս հոսանքը հասնել իր գագաթնակետին մինչև հաջորդ իմպուլսի ժամանումը: Մագնիսական դաշտը չի կարող լիովին զարգանալ, ինչի հետևանքով մեծ ոլորող մոմենտ կորցրել է: Քայլային շարժիչը, որն ապահովում է 10 Նմ ոլորող մոմենտ 100 RPM-ում, կարող է ամբողջությամբ կանգ առնել 1000 RPM-ում ճիշտ նույն բեռի տակ:

AC servo շարժիչն ապահովում է շարունակական գնահատված ոլորող մոմենտ իր ամբողջ արագության միջակայքում: Փակ հանգույցի շարժիչը օգտագործում է դաշտային կառավարում (FOC)՝ կոմուտացիայի անկյունը օպտիմալացնելու համար՝ ապահովելով մագնիսական դաշտերը կատարելապես հավասարեցված՝ անկախ պտտման արագությունից: Սերվոները սովորաբար պահպանում են հարթ ոլորող մոմենտների կորերը մինչև իրենց առավելագույն գնահատված արագությունները, որոնք հաճախ տատանվում են 3000-ից մինչև 5000 RPM-ից ավելի: Ավելին, servo համակարգերն առաջարկում են առավելագույն պտտող մոմենտների բազմապատկիչներ: Սերվոն կարող է ժամանակավորապես ապահովել մինչև երեք անգամ իր շարունակական գնահատված մոմենտը կարճ տևողությամբ՝ հնարավորություն տալով պայթուցիկ արագացման պրոֆիլներին:

Ճանապարհորդության հեռավորության արդյունավետությունը մեծապես տարբերվում է՝ կախված շարժման պրոֆիլից: Steppers-ը գերազանցում է շատ կարճ հեռավորությունների ինդեքսավորմանը: Քանի որ նրանք գործում են բաց հանգույցով, նրանք դադարում են անմիջապես ստանալով վերջնական քայլի զարկերակը: Հետադարձ կապի կարգավորման ժամանակ չի պահանջվում: Ընդհակառակը, AC servo շարժիչը գերակշռում է ավելի երկար ճանապարհորդության հեռավորությունների վրա: Բարձր առավելագույն արագությունը թույլ է տալիս սերվոյին արագորեն հաղթահարել երկար գծային տարածություններ՝ փոխհատուցելով այն մի քանի միլիվայրկյանները, որոնք պահանջվում են փակ հանգույցի համակարգի վերջնական դիրքում կատարյալ տեղավորվելու համար:

Ճշգրտություն, ճշգրտություն և լուծում

Ստեպերի ճշգրտությունն ամբողջությամբ հիմնված է ստատորի և ռոտորի ատամների մեխանիկական մշակման վրա: Ստանդարտ 1.8 աստիճանի ստեպպերը ապահովում է մեկ քայլի մոտավորապես +/- 5% բազային ճշգրտություն, և այս սխալը չի ​​կուտակվում մի քանի պտույտների ընթացքում: Այնուամենայնիվ, microstepping-ը զգալի սահմանափակումներ է մտցնում բեռի տակ: Քանի որ microstepping-ը հիմնված է բևեռների միջև մագնիսական հոսքի հավասարակշռման վրա, ցանկացած արտաքին մեխանիկական դիմադրություն ռոտորը մի փոքր դուրս կբերի դիրքից: Սա ստեղծում է կարգավորման սխալներ, երբ շարժիչը չի կարողանում հասնել ճշգրիտ հրամայված միկրոքայլին, ինչը նվազեցնում է համակարգի գործնական ճշգրտությունը:

Սերվոյի ճշգրտությունը կախված է կցված կոդավորողի լուծումից: Ժամանակակից սերվո համակարգերը օգտագործում են 17-ից 24-բիթանոց բացարձակ կոդավորիչներ: 24-բիթանոց կոդավորիչը մեկ հեղափոխությունը բաժանում է ավելի քան 16 միլիոն դիսկրետ դիրքերի: Սա թույլ է տալիս իրական ենթարկային-վայրկյան դիրքավորում: Փակ օղակով շարժիչը ավտոմատ կերպով փոխհատուցում է մեխանիկական համապատասխանությունը, հակահարվածը և արտաքին խանգարումները՝ ստիպելով շարժիչի լիսեռին հասնել ճշգրիտ հրամայված կոորդինատին: Շարժիչը շարունակաբար պայքարում է արտաքին ուժերի դեմ՝ այս դիրքը պահպանելու համար՝ ապահովելով բացարձակ ճշգրտություն մեքենայացման կամ բաշխման գործողությունների ժամանակ:

Դինամիկ արձագանք և ծանրաբեռնվածություն

Արագացման պրոֆիլները ընդգծում են երկու ճարտարապետությունների դինամիկ տարբերությունները: Սերվոները դինամիկ կերպով կարգավորում են իրենց ընթացիկ ելքը՝ կարգավորելու փոփոխական բեռները և բարձր իներցիայով անհամապատասխանությունները: Եթե ​​հաստոցային գործիքն անսպասելիորեն բախվում է ավելի կոշտ նյութի, ապա servo drive-ն անմիջապես հայտնաբերում է արագության անկումը կոդավորիչի միջոցով և հոսում է հոսանքը դիմադրության միջով մղելու համար: Սա սերվոները դարձնում է իդեալական անկանխատեսելի մեխանիկական միջավայրերի համար, որտեղ կտրող ուժերը կամ ծանրաբեռնվածության կշիռները արագ փոխվում են:

Քայլային շարժիչները մնում են խիստ խոցելի կանգառի նկատմամբ: Եթե ​​մեխանիկական բեռը հանկարծ գերազանցում է շարժիչի հասանելի ոլորող մոմենտը տվյալ արագությամբ, ռոտորը կորցնում է համաժամացումը ստատորի մագնիսական դաշտի հետ: Շարժիչը կանգ է առնում, արձակելով բարձր ձայնային աղմուկ: Քանի որ ստանդարտ ստեպպերները հետադարձ կապ չունեն, շարժիչը շարունակում է իմպուլսներ ուղարկել՝ բոլորովին չիմանալով, որ շարժիչը դադարել է շարժվել: Կորած քայլերի այս սցենարը փչացնում է աշխատանքային մասերը, առաջացնում մեխանիկական բախումներ և պահանջում է մեքենայի տեղափոխման ամբողջական ցիկլ՝ ֆիզիկական կոորդինատների համակարգը վերականգնելու համար:

Էներգաարդյունավետություն և ջերմային կառավարում

Շարունակական էներգիայի սպառումը սահմանում է քայլային շարժիչի ջերմային պրոֆիլը: Աշխատում է լրիվ անվանական հոսանքով, նույնիսկ այն ժամանակ, երբ պարապուրդը ստիպում է ինժեներներին կիրառել ագրեսիվ հովացման ռազմավարություններ փակ տարածքներում: Ջերմության մշտական ​​արտադրությունը արագացնում է կրող քսանյութերի և մոտակայքում գտնվող ջերմազգայուն բաղադրիչների քայքայումը: Դուք պետք է հաշվի առնեք այս ջերմային ելքը, երբ նախագծեք էլեկտրական պահարաններ կամ շարժիչներ տեղադրեք ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն նյութերի մոտ, ինչպիսիք են պլաստիկը կամ կենսաբանական նմուշները:

Սերվոների բեռնվածքից կախված էներգիայի ընդունումը հիմնովին փոխում է ջերմային կառավարումը: Սերվոները սառչում են ցածր բեռնվածության և անգործության ժամանակաշրջաններում: Ջերմության առաջացումը բարձրանում է միայն արագ արագացման կամ ծանր շարունակական կտրման ժամանակ: Այս արդյունավետությունը թույլ է տալիս մեքենա շինարարներին փաթեթավորել բազմաթիվ սերվո շարժիչներ ամուր պարիսպների մեջ՝ առանց ծանր ակտիվ հովացման համակարգեր պահանջելու: Այն նաև նվազեցնում է մեքենայի ընդհանուր էներգիայի սպառումը` նվազեցնելով հիմնական էլեկտրական ծառայության համար պահանջվող հզորությունը:

Մեխանիկական փոխանցման նկատառումներ

Այս շարժիչների միջև ընտրությունը մեծապես ազդում է փոխանցման մեխանիկական դիզայնի վրա: Քայլային շարժիչները բացառիկ լավ են զուգակցվում կապարային պտուտակներով և գնդիկավոր պտուտակներով: Պտուտակային շարժիչի մեխանիկական առավելությունը բազմապատկում է ստեպպերի ցածր արագության ոլորող մոմենտը` միաժամանակ պահպանելով պտտման արագությունը շարժիչի օպտիմալ RPM միջակայքում: 600 պտույտ/րոպե արագությամբ 5 մմ գնդաձև պտուտակով քայլող քայլը ապահովում է գերազանց գծային ուժ՝ առանց վտանգելու բարձր արագության խցանումը:

Սերվո շարժիչներն ավելի լավ են զուգակցվում գոտիների շարժիչների, դարակաշարերի և պինիոն համակարգերի և բարձր պտտվող գնդիկավոր պտուտակների հետ: Այս փոխանցման մեթոդները պահանջում են բարձր պտտվող արագություններ՝ արագ գծային շարժման հասնելու համար: Սերվոշարժիչը, որը պտտվում է 3000 պտույտ/րոպե արագությամբ, վարում է գոտի մղիչ, կարող է բեռնատար բեռը տեղափոխել երեք մետրանոց պորտալով մեկ վայրկյանում: Երբ սերվոն զուգակցվում է ցածր բարձրության գնդիկավոր պտուտակով, հաճախ անհրաժեշտ է տեղադրել մոլորակային փոխանցումատուփ՝ շարժիչի արագությունը նվազեցնելու և բեռի իներցիային համապատասխանելու համար՝ ավելացնելով մեխանիկական բարդություն համակարգին:

Ինչպես համապատասխանեցնել շարժիչի տեսակը ձեր հավելվածի հետ

Իդեալական օգտագործման պատյաններ Stepper Motors-ի համար

Stepper շարժիչները զարգանում են հատուկ, վերահսկվող պարամետրերի ներքո: Կարճ հեռավորությունների արագ ինդեքսավորման համար դուք պետք է նշեք աստիճաններ, որտեղ ծանրաբեռնվածությունը մնում է խիստ կանխատեսելի: Նրանք գերազանցում են այն ծրագրերը, որոնք պահանջում են 1000 RPM-ից ցածր արագություն: Նրանց ամուր, առանց սենսորային դիզայնը նրանց նախընտրելի ընտրություն է դարձնում կոշտ, կեղտոտ միջավայրերի համար, որտեղ օպտիկական կոդավորիչները կխափանվեն փոշու կամ հեղուկի ներթափանցման պատճառով:

Ընդհանուր արդյունաբերական օրինակները ներառում են 3D տպիչներ, հիմնական աշխատասեղանի CNC երթուղիչները և ավտոմատացված բժշկական խողովակների մեքենաները: Տեքստիլ մեքենաները հաճախ օգտագործում են ստեպերներ՝ գործվածքը ճշգրիտ, կրկնվող քայլերով առաջ մղելու համար: Պերիստալտիկ պոմպերը հենվում են ստեպերների վրա՝ ցածր արագությամբ հեղուկի ճշգրիտ ծավալներ հաղորդելու համար: Այս հավելվածներում մեխանիկական բեռը երբեք չի գերազանցում շարժիչի ոլորող մոմենտը, ինչը բաց հանգույցով կառավարումը դարձնում է միանգամայն անվտանգ և բարձր արդյունավետ:

Իդեալական օգտագործման պատյաններ AC Servo Motors-ի համար

Դուք պետք է նշեք AC servo շարժիչ, երբ հավելվածը պահանջում է բարձր արագությամբ շարունակական աշխատանք և միջքաղաքային ճանապարհորդություն: Դրանք պարտադիր են փոփոխական կամ անկանխատեսելի բեռների հետ վարվող համակարգերի համար: Բարձր իներցիայով ինդեքսավորման կամ խստագույն անվտանգության և անսարքությունների հանդուրժողականության արձանագրություններ պահանջող ծրագրերն ամբողջությամբ հիմնվում են փակ հանգույցի սերվո հետադարձ կապի վրա՝ կանխելու մեքենայի աղետալի վնասը:

Արդյունաբերական CNC հաստոցների կենտրոնները օգտագործում են սերվոներ՝ տարբեր արագություններով ծանր կտրող գործիքները խիտ մետաղների միջով մղելու համար: Վեց առանցք ունեցող ռոբոտային զենքերը պահանջում են սերվոներ՝ պահպանելու բացարձակ տարածական իրազեկությունը և փոխհատուցելու բեռնափոխադրման կշիռները: Բարձր արագությամբ փաթեթավորման գծերը, թռչող մկրատները և ավտոմատացված կառավարվող մեքենաները (AGVs) կախված են արագ արագացումից և դինամիկ բեռնվածքից, որը ապահովում են միայն սերվո համակարգերը: Ցանկացած ծրագիր, որտեղ դիրքային սխալը կարող է գործիքի վթարի կամ անվտանգության վտանգի պատճառ դառնալ, պահանջում է սերվո տեխնոլոգիա:

Միջին գետնին

Հիբրիդային փակ հանգույցի ստեպպերները ծառայում են որպես կամուրջ տեխնոլոգիա: Արտադրողները կոդավորիչ են կցում ստանդարտ ստեպպեր շարժիչի հետևի մասում և զուգակցում այն ​​մասնագիտացված սկավառակի հետ: Սկավառակը վերահսկում է կոդավորիչը և կարգավորում է հոսանքը՝ կանխելու կորցրած քայլերը՝ արդյունավետորեն ստեղծելով ցածր արագությամբ սերվո համակարգ: Եթե ​​ռոտորն ընկնում է հրամայված դիրքի հետևում, ապա շարժիչը մեծացնում է հոսանքը՝ այն ետ քաշելու համար:

Դուք պետք է գնահատեք փակ օղակի ստեպպերները, երբ ստանդարտ ստեպպերի ոլորող մոմենտը բավարար է ձեր կիրառման համար, բայց դուք պահանջում եք բացարձակ դիրքի ստուգում: Նրանք վերացնում են կորցրած քայլերի վտանգը՝ չպահանջելով ամբողջական AC սերվո համակարգի բարդ թյունինգ կամ բարձր արագության հնարավորություններ: Նրանք աշխատում են ավելի սառը, քան բաց հանգույցով ստեպպերները, քանի որ շարժիչը կարող է նվազեցնել հոսանքը, երբ պահում է դիրքը, թեև նրանք դեռ չեն կարող համապատասխանել իրական սերվո շարժիչի բարձր պտույտ/պտույտի ոլորող մոմենտի պահպանմանը:

Իրականացման ռիսկերը և մեղմացման ռազմավարությունները

Ռիսկ. գեր-ճարտարագիտություն և համակարգի փքվածություն

Յուրաքանչյուր շարժման առանցքի համար AC սերվո շարժիչի կանխադրումը ստեղծում է համակարգի ավելորդ փքվածություն: Ցածր արագությամբ, մշտական ​​ծանրաբեռնված փոխակրիչի վրա բարդ փակ օղակի սերվոյի կիրառումը վատնում է ինժեներական ժամերը թյունինգի և լարերի պաշտպանված մալուխների վրա՝ զրոյական դինամիկ հետադարձ կապ պահանջող առաջադրանքի համար: Այս չափից ավելի հստակեցումը բարդացնում է էլեկտրական սխեման և ավելացնում լարերի ամրագոտիում հնարավոր խափանման կետերի քանակը:

Դուք մեղմացնում եք այս ռիսկը՝ կատարելով ծանրաբեռնվածության իներցիա և RPM պրոֆիլավորում մինչև ճշգրտումը: Հաշվեք ճշգրիտ շարունակական պահանջվող ոլորող մոմենտը և քարտեզագրեք առավելագույն արագությունը: Եթե ​​արագությունը երբեք չի գերազանցում 800 RPM-ը, և բեռի զանգվածը մնում է անփոփոխ, նշեք աստիճանային շարժիչ: Պահպանեք սերվո տեխնոլոգիան խստորեն այն առանցքների համար, որոնք պահանջում են դինամիկ արձագանք, փոփոխական բեռնվածություն կամ 1500 RPM-ից ավելի արագություն:

Ռիսկ՝ ստեպպերի ռեզոնանս և կորած քայլեր

Բաց հանգույցի համակարգերը տառապում են միջին գոտու ռեզոնանսից: Հատուկ արագություններում, սովորաբար 100-ից 200 RPM-ի միջև, շարժիչի բնական հաճախականությունը համընկնում է քայլի զարկերակային հաճախականության հետ: Սա առաջացնում է ուժեղ թրթռում, անկանոն շարժումներ և ոլորող մոմենտ ստեղծելու ամբողջական կորուստ, ինչը հանգեցնում է քայլերի կորստի: Շարժիչը ֆիզիկապես կցնցվի և ցածր հաճախականությամբ մռնչոց կարձակի մինչև ամբողջովին կանգ առնելը:

Դուք մեղմացնում եք ռեզոնանսը՝ օգտագործելով առաջադեմ միկրոսթեյփ կրիչներ, որոնք հարթեցնում են ընթացիկ ալիքի ձևերը: Տեղադրեք մեխանիկական կափույրներ հետևի շարժիչի լիսեռի վրա՝ թրթռման էներգիան կլանելու համար: Ամենակարևորը, քայլային շարժիչի չափերը խիստ 30% -ից մինչև 50% ոլորող մոմենտ ստեղծելու անվտանգության մարժանով: Եթե ​​ձեր հավելվածը պահանջում է 2 Նմ ոլորող մոմենտ, նշեք 3-ից 4 Նմ հզորությամբ շարժիչ՝ ապահովելու համար, որ այն անցնում է ռեզոնանսային գոտիներով առանց կանգառի:

Ռիսկ. Servo 'Hunting' և թյունինգի անկայունություն

Սխալ կարգավորված AC սերվոները տառապում են որսից: Քանի որ կոդավորիչի լուծաչափը աներևակայելի բարձր է, սկավառակը մշտապես հայտնաբերում է դիրքի միկրոսկոպիկ սխալները կանգառում: Շարժիչը արագ տատանում է շարժիչի լիսեռը ետ ու առաջ՝ փորձելով գտնել ճշգրիտ զրոյական դիրքը: Սա առաջացնում է ձայնային ցնցում, զրոյական արագության էներգիայի սպառման ավելացում և շարժիչի ոլորունների արագ գերտաքացում:

Մեղմացրեք որսը՝ օգտագործելով ժամանակակից կրիչներ՝ ուժեղ ավտոմատ կարգավորող ալգորիթմներով: Ապահովել բեռի և շարժիչի իներցիայի համապատասխան համապատասխանությունը մեխանիկական նախագծման փուլում: Պահպանեք իներցիայի հարաբերակցությունը խիստ ցածր 10:1-ից: Եթե ​​բեռը շատ ծանր է շարժիչի ռոտորի համար, ապա շարժիչը չի կարող կայունացնել համակարգը: Վերջապես, տեղադրեք մեռյալ գոտի ֆիլտրեր սկավառակի ծրագրաշարում: Մեռած գոտին հուշում է շարժիչին անտեսել դիրքային սխալները, որոնք ավելի փոքր են, քան կոդավորիչների մի քանի թվերը, ինչը թույլ է տալիս շարժիչին անաղմուկ հանգիստ կանգնել կանգառում:

Եզրակացություն

Շարժիչային տեխնոլոգիաներից ոչ մեկը համընդհանուր գերազանցում է: Ճիշտ ընտրությունն ամբողջությամբ կախված է ձեր մեխանիկական պահանջների խիստ վերլուծությունից: Ճիշտ շարժիչի նշումը կանխում է մեքենայի խափանումները, վերացնում է ինժեներական անհարկի բարդությունը և ապահովում է հուսալի երկարաժամկետ շահագործում: Ձեր ընտրությունը վերջնական տեսքի բերելու համար կատարեք հետևյալ քայլերը.

1. Հաշվարկեք ձեր ճշգրիտ շարունակական և գագաթնակետային ոլորող մոմենտների պահանջները՝ օգտագործելով մեխանիկական չափերի ծրագրակազմ՝ հիմնված ձեր օգտակար բեռի զանգվածի և շփման գործակիցների վրա:

2. Քարտեզագրեք ձեր պահանջվող արագության պրոֆիլը՝ որոշելու համար, թե արդյոք ձեր առավելագույն RPM-ը գերազանցում է աստիճանական ոլորող մոմենտ ստեղծելու շեմը:

3. Հաշվարկեք բեռի և շարժիչի իներցիայի հարաբերակցությունը` որոշելու համար, թե արդյոք ձեզ անհրաժեշտ է մոլորակային փոխանցման տուփ կայուն սերվո թյունինգի համար:

4. Գնահատեք գործառնական միջավայրը՝ որոշելու, թե արդյոք օպտիկական կոդավորիչները գոյատևելու են, թե ոչ սենսորային ստեպպեր է պահանջվում:

5. Խորհրդակցեք շարժման վերահսկման մասնագետի հետ՝ ստուգելու ձեր հաշվարկները՝ նախքան ձեր ապարատային բնութագրերը և էլեկտրական սխեմաները վերջնական տեսքի բերելը:

ՀՏՀ

Հարց. Ինչու՞ են քայլային շարժիչները զրոյական արագությամբ ավելի շատ էներգիա սպառում, քան AC սերվո շարժիչները:

A: Քայլային շարժիչները պահանջում են մշտական ​​հոսանքի լարում` պահելու ոլորող մոմենտը պահպանելու համար: Շարժիչը լիարժեք ուժ է մատակարարում ստատորի ոլորուններին նույնիսկ այն ժամանակ, երբ շարժիչը լիովին անգործուն է: Սա զգալի ջերմություն է առաջացնում: AC servo շարժիչները օգտագործում են բեռից կախված հոսանքի ներբեռնում: Նրանք սպառում են միայն էներգիայի ճշգրիտ քանակությունը, որն անհրաժեշտ է հատուկ բեռը արտաքին ուժերի դեմ պահելու համար: Եթե ​​արտաքին ուժ չի կիրառվում, սերվոյի հոսանքը իջնում ​​է մոտ զրոյի:

Հ. Կարո՞ղ է քայլային շարժիչը փոխարինել AC սերվո շարժիչը բարձր արագությամբ ծրագրերում:

A: Ոչ: Քայլային շարժիչները մեծ արագությամբ տառապում են ոլորող ոլորող մոմենտի դեգրադացիայից՝ ոլորման ինդուկտիվության պատճառով: Քանի որ RPM-ն ավելանում է, մագնիսական դաշտը չի կարող բավական արագ ձևավորվել մինչև հաջորդ քայլի իմպուլսի ժամանումը: Սա հանգեցնում է նրան, որ շարժիչը կորցնում է ոլորող մոմենտը և ի վերջո կանգ է առնում: AC սերվոները պահպանում են ոլորող մոմենտների հարթ կորը մինչև իրենց առավելագույն գնահատված արագությունը՝ դրանք պարտադիր դարձնելով բարձր արագությամբ կիրառման համար:

Հարց: Ի՞նչն է ստիպում, որ քայլային շարժիչը աշխատանքի ընթացքում կորցնում է քայլերը:

A: Քայլային շարժիչը կորցնում է քայլերը, երբ մեխանիկական բեռը գերազանցում է շարժիչի հասանելի ոլորող մոմենտը: Դա տեղի է ունենում հանկարծակի մեխանիկական խցանումների, ավելորդ արագացման կամ միջին գոտու ռեզոնանսային գոտիներում գործողության պատճառով: Քանի որ ստանդարտ ստեպպերները հետադարձ կապի պակաս ունեն, շարժիչը շարունակում է իմպուլսներ ուղարկել, մինչդեռ ռոտորը կանգ է առել: Համակարգը կորցնում է իր ֆիզիկական դիրքը՝ վերականգնելու համար պահանջվում է մեքենայի տեղափոխման ամբողջական ցիկլ:

Հարց. AC servo շարժիչները պահանջում են փոխանցման տուփեր:

A: AC servo շարժիչները հաճախ պահանջում են փոխանցումատուփեր, որպեսզի համապատասխանեն իրենց ցածր ռոտորի իներցիան ծանր մեխանիկական բեռներին: Փոխանցման տուփերը նվազեցնում են սերվոյի բարձր պտտման արագությունը՝ միաժամանակ բազմապատկելով ելքային ոլորող մոմենտը: Եթե ​​բեռնվածքի իներցիան տասն անգամ գերազանցում է շարժիչի իներցիան, ապա շարժիչը չի կարող կայունացնել կառավարման օղակը: Փոխանցման տուփը նվազեցնում է արտացոլված իներցիան փոխանցման հարաբերակցության քառակուսիով՝ ապահովելով կայուն թյունինգ:

Հարց. Ինչպե՞ս է միկրոսթափը ազդում քայլային շարժիչի պտտման վրա:

A: Microstepping-ը մեծացնում է դիրքային լուծաչափը և հարթեցնում շարժիչի պտույտը, սակայն այն կտրուկ նվազեցնում է պահման ոլորող մոմենտը: Քանի որ ռոտորը հավասարակշռում է երկու ֆիզիկական մագնիսական բևեռների միջև՝ օգտագործելով համաչափ հոսանք, շատ քիչ արտաքին ուժ է պահանջվում շարժիչը մի փոքր դիրքից դուրս մղելու համար: Դուք պետք է հաշվի առնեք ոլորող մոմենտների այս աճող կորուստը, երբ շարժիչի չափերը չափեք այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են բեռի տակ բարձր ճշգրտություն: