Động cơ bước là thiết bị chuyển động rời rạc, có mối liên hệ thiết yếu với công nghệ điều khiển số hiện đại.Trong hệ thống điều khiển số trong nước hiện nay, động cơ bước được sử dụng rộng rãi.Với sự xuất hiện của các hệ thống servo AC hoàn toàn kỹ thuật số, động cơ AC servo ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống điều khiển kỹ thuật số.Để thích ứng với xu hướng phát triển của điều khiển kỹ thuật số, động cơ bước hoặc động cơ servo AC hoàn toàn kỹ thuật số hầu hết được sử dụng làm động cơ điều hành trong các hệ thống điều khiển chuyển động.Mặc dù cả hai đều giống nhau ở chế độ điều khiển (tín hiệu xung và tín hiệu hướng), nhưng có sự khác biệt lớn về hiệu suất và các trường hợp ứng dụng.Bây giờ hãy so sánh hiệu suất của cả hai.
Độ chính xác điều khiển là khác nhau
Góc bước của động cơ bước lai hai pha thường là 3,6 độ và 1,8 độ, và góc bước của động cơ bước lai năm pha thường là 0,72 độ và 0,36 độ.Ngoài ra còn có một số động cơ bước hiệu suất cao với góc bước nhỏ hơn.Ví dụ, một động cơ bước do Stone Company sản xuất dành cho máy công cụ dây chuyển động chậm có góc bước là 0,09 độ;động cơ bước lai ba pha do BERGER LAHR sản xuất có góc bước 0,09 độ.Công tắc DIP được đặt ở 1,8 độ, 0,9 độ, 0,72 độ, 0,36 độ, 0,18 độ, 0,09 độ, 0,072 độ, 0,036 độ, tương thích với góc bước của động cơ bước lai hai pha và năm pha.
Độ chính xác điều khiển của động cơ servo AC được đảm bảo bởi bộ mã hóa quay ở đầu sau của trục động cơ.Đối với động cơ có bộ mã hóa 2500 dòng tiêu chuẩn, xung tương đương là 360 độ/10000=0,036 độ do công nghệ tần số tăng gấp bốn lần bên trong trình điều khiển.Đối với động cơ có bộ mã hóa 17 bit, mỗi khi trình điều khiển nhận được 217=131072 xung, động cơ sẽ thực hiện một vòng quay, nghĩa là xung tương đương của nó là 360 độ/131072=9,89 giây.Nó là 1/655 xung tương đương với động cơ bước có góc bước là 1,8 độ.
Các đặc tính tần số thấp là khác nhau:
Động cơ bước dễ bị rung tần số thấp ở tốc độ thấp.Tần số rung có liên quan đến tình trạng tải và hiệu suất của trình điều khiển.Người ta thường tin rằng tần số rung bằng một nửa tần số cất cánh không tải của động cơ.Hiện tượng rung tần số thấp này được xác định theo nguyên lý làm việc của động cơ bước rất bất lợi cho hoạt động bình thường của máy.Khi động cơ bước hoạt động ở tốc độ thấp, nói chung nên sử dụng công nghệ giảm chấn để khắc phục hiện tượng rung tần số thấp, chẳng hạn như thêm một bộ giảm chấn vào động cơ hoặc sử dụng công nghệ phân chia trên trình điều khiển, v.v.
Động cơ AC servo chạy rất êm và không rung ngay cả ở tốc độ thấp.Hệ thống servo AC có chức năng triệt tiêu cộng hưởng, có thể khắc phục tình trạng thiếu độ cứng của máy và hệ thống có chức năng phân tích tần số (FFT) bên trong hệ thống, có thể phát hiện điểm cộng hưởng của máy và tạo điều kiện điều chỉnh hệ thống.
Các đặc tính tần số thời điểm là khác nhau:
Mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng và nó sẽ giảm mạnh ở tốc độ cao hơn, do đó tốc độ làm việc tối đa của nó thường là 300-600RPM.Động cơ servo AC có đầu ra mô-men xoắn không đổi, nghĩa là nó có thể tạo ra mô-men xoắn định mức trong tốc độ định mức (thường là 2000RPM hoặc 3000RPM) và nó là công suất đầu ra không đổi trên tốc độ định mức.
Khả năng quá tải là khác nhau:
Động cơ bước thường không có khả năng quá tải.Động cơ servo AC có khả năng quá tải mạnh.Lấy hệ thống servo AC của Panasonic làm ví dụ, nó có khả năng quá tải tốc độ và quá tải mô-men xoắn.Mô-men xoắn cực đại của nó gấp ba lần mô-men xoắn định mức, có thể được sử dụng để khắc phục mômen quán tính của tải quán tính tại thời điểm khởi động.Do động cơ bước không có loại công suất quá tải này nên để khắc phục mô men quán tính này khi chọn model, người ta thường phải chọn động cơ có mômen xoắn lớn hơn và máy không cần mômen quán tính lớn như vậy trong quá trình hoạt động. hoạt động bình thường nên xuất hiện mô men xoắn.Hiện tượng lãng phí.
Hiệu suất chạy là khác nhau:
Điều khiển động cơ bước là điều khiển vòng hở.Nếu tần số khởi động quá cao hoặc tải quá lớn, sẽ dễ xảy ra hiện tượng mất bước hoặc dừng.Khi tốc độ quá cao sẽ dễ xảy ra hiện tượng vọt lố khi tốc độ quá cao.Vì vậy, để đảm bảo độ chính xác điều khiển của nó, nó cần được xử lý đúng cách.Vấn đề đi lên và giảm tốc.Hệ thống truyền động AC servo là hệ thống điều khiển vòng kín.Biến tần có thể lấy mẫu trực tiếp tín hiệu phản hồi của bộ mã hóa động cơ và vòng lặp vị trí bên trong và vòng tốc độ được hình thành.Nói chung, động cơ bước sẽ không bị mất bước hoặc vượt quá mức và hiệu suất điều khiển sẽ đáng tin cậy hơn.
Hiệu suất phản hồi tốc độ là khác nhau:
Động cơ bước phải mất 200-400 mili giây để tăng tốc từ trạng thái dừng đến tốc độ làm việc (thường là vài trăm vòng quay mỗi phút).Hiệu suất tăng tốc của hệ thống servo AC tốt hơn.Lấy mô tơ servo CRT AC làm ví dụ, chỉ mất vài mili giây để tăng tốc từ trạng thái tĩnh lên tốc độ định mức 3000RPM, có thể được sử dụng trong các trường hợp điều khiển yêu cầu khởi động và dừng nhanh.
Tóm lại, hệ thống AC servo vượt trội hơn động cơ bước về nhiều mặt hiệu suất.Nhưng trong một số trường hợp ít đòi hỏi hơn, động cơ bước thường được sử dụng làm động cơ điều hành.Do đó, trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển, các yếu tố khác nhau như yêu cầu điều khiển và chi phí cần được xem xét toàn diện và chọn động cơ điều khiển phù hợp.
Động cơ bước là một thiết bị truyền động chuyển đổi các xung điện thành chuyển vị góc.Theo thuật ngữ thông thường: khi trình điều khiển bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định (và góc bước) theo hướng đã đặt.
Bạn có thể kiểm soát sự dịch chuyển góc bằng cách kiểm soát số lượng xung, để đạt được mục đích định vị chính xác;đồng thời, bạn có thể kiểm soát tốc độ và gia tốc quay của động cơ bằng cách điều khiển tần số xung, để đạt được mục đích điều chỉnh tốc độ.
Có ba loại động cơ bước: nam châm vĩnh cửu (PM), phản ứng (VR) và hybrid (HB).
Bước nam châm vĩnh cửu nói chung là hai pha, với mô-men xoắn và âm lượng nhỏ, và góc bước thường là 7,5 độ hoặc 15 độ;
Bước phản ứng nói chung là ba pha, có thể nhận ra công suất mô-men xoắn lớn và góc bước thường là 1,5 độ, nhưng tiếng ồn và độ rung rất lớn.Ở các nước phát triển như Châu Âu và Hoa Kỳ, nó đã bị loại bỏ vào những năm 1980;
bước lai đề cập đến sự kết hợp các ưu điểm của loại nam châm vĩnh cửu và loại phản ứng.Nó được chia thành hai pha và năm pha: góc bước hai pha thường là 1,8 độ và góc bước năm pha thường là 0,72 độ.Loại động cơ bước này được sử dụng rộng rãi nhất.
Thời gian đăng: 25-03-2023