Содержание

Сервопривод или шаговый двигатель?

  1. Главная

    /

  2. Справочник

    /

  3. Сервопривод или шаговый двигатель?


В случаях, когда необходима высокая точность работы исполнительных механизмов, используют асинхронный электродвигатель с энкодером обратной связи. Однако в промышленных станках с особыми требованиями к точности позиционирования подобное оборудование не справится с задачами в силу ряда конструктивных недостатков — низкого момента на малых скоростях, проскальзывания ротора, инерции при разгоне и торможении. В таких случаях используются сервоприводы и шаговые двигатели. Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов приводов.

Сервоприводы


В состав сервопривода входят серводвигатель и электронный блок управления (сервоусилитель или сервопреобразователь). В качестве серводвигателей наиболее широко применяют синхронные трехфазные электродвигатели, в которых установлены мощные постоянные магниты для улучшения динамических характеристик. Обязательным компонентом сервопривода также является энкодер. Как правило, он превосходит по своим параметрам обычные энкодеры, поставляемые отдельно. Его разрешение может достигать сотен тысяч импульсов на оборот, за счет чего достигается сверхточное позиционирование. Для примера, разрешение встроенных энкодеров сервоприводов Delta ASD-A2 составляет 1 280 000 имп/об.


Сервоусилитель получает два сигнала управления — сигнал задания скорости (или угла поворота) и сигнал обратной связи с энкодера. В результате сервопривод обеспечивает движение какой-либо механической нагрузки с большой точностью не только по скорости вращения, но и по углу поворота, который может быть выдержан до долей градуса.

Шаговые двигатели


Шаговый двигатель — это особый вид многофазного синхронного двигателя, дискретное вращение которого производится путем подачи импульсов напряжения на нужные обмотки статора. При этом ротор не имеет обмоток и состоит из магнитного материала.


Основной параметр шагового двигателя — его шаг, или количество шагов на оборот. Для одного полного оборота ротора необходимо строго определенное количество импульсов. Чем меньше шаг, тем большую точность позиционирования может обеспечить данный шаговый двигатель.


Управляющие импульсы формируются специальным драйвером, который получает задание с контроллера. При этом обратной связи не требуется, поскольку путем подсчета импульсов всегда можно узнать, на какой угол повернулся вал шагового двигателя, и сколько оборотов он сделал.

Преимущества сервоприводов

  • Мощность серводвигателей может достигать 15 кВт, в то время как мощность шагового электродвигателя, как правило, не превышает 1 кВт.
  • Бесшумность работы благодаря принципу действия и сверхточному исполнению конструкции.
  • Скорость вращения в сервоприводах может достигать 10000 об/мин, в некоторых случаях и больше. У шаговых двигателей номинальная скорость вращения обычно не превышает 1000 об/мин вследствие падения момента и увеличения вероятности ошибок.
  • Высокая энергоэффективность. Потребляемая мощность сервопривода пропорциональна нагрузке на валу. Для шагового электродвигателя потребляемая мощность одинакова вне зависимости от нагрузки.
  • Наличие обратной связи обеспечивает точной информацией о повороте вала в любой момент времени. В шаговых двигателях возможно проскальзывание при перегрузке, накопление ошибки и потеря позиционирования.
  • Большая плавность хода. В шаговых двигателях добиться плавности можно только путем применения специальных методов управления.

Преимущества шаговых двигателей

  • Меньшая цена при одинаковой мощности в силу более простой конструкции двигателя и драйвера.
  • Возможность работы на экстремально низких оборотах без ухудшения характеристик и применения редукторов.
  • Более точное позиционирование, обусловленное конструкцией двигателя.
  • Отсутствие необходимости в обратной связи.
  • Для фиксации вала двигателя при останове достаточно снять с него напряжение. При останове серводвигателя необходимо расходовать мощность на удержание либо использовать электромеханический тормоз.

Применение


В промышленном оборудовании для выполнения задач позиционирования имеет смысл использовать и асинхронные двигатели с обратной связью, и сервоприводы, и шаговые двигатели.


Сервоприводы устанавливаются в тех узлах оборудования, где требуется точное позиционирование механизмов для их синхронизации с другими узлами. В частности сервоприводы широко используют в обрабатывающих станках.


Шаговые двигатели нашли наибольшее применение в станках с ЧПУ и в робототехнике.


На практике встречаются производственные линии, в которых в различных узлах используются все три типа электродвигателей.


Другие полезные материалы:
Выбор оптимального типоразмера электродвигателя
Как выбрать мотор-редуктор
Редуктор от «А» до «Я»

Подпишитесь на рассылку!

Никакого спама! Только полезная справочная информация.

Я согласен на обработку персональных данных

Сервопривод или шаговый двигатель — что выбрать, отличие

Что выбрать: шаговый или серводвигатель?

Статья, которая поможет разобраться в чем отличие серводвигателя от шагового двигателя.


Очень часто встает вопрос о том, что выбрать — привод на шаговых двигателях или серводвигателях?



Основными факторами, влияющими на выбор, являются:

  1. Бюджет


    Если Вы жестко ограничены в бюджете, возможно, выбора как такового и нет. Шаговые двигатели значительно дешевле серводвигателей. Однако, такая закономерность действует только до определенного момента. Начиная с двигателей с размером фланца 110мм, стоимость приводов на шаговых моторах и сервоприводов Darxton серии DXS уже сопоставима.
  2. Размер станка.

    Чем больше станок, тем более крупные шаговые двигатели ему требуются. Резонанс больших шаговых двигателей может привести к пропуску шагов и снижению чистоты обработки.

    Рекомендация : Если рабочее поле станка превышает 1.2 м2, или масса портала превышает 50 кг, мы настоятельно рекомендуем использовать серводвигатели.

  3. Сложность настройки

    Сервосистемы имеют десятки настраиваемых параметров, требуют больше внимания и более высокую квалификацию оператора. Если Вы ищете простое решение «включил и работай» — возможно, вам лучше использовать шаговые двигатели.
  4. Наличие нагрузки на передачу в момент остановки


    Так, на ось Z для удержания шпинделя обычно лучше подходят шаговые двигатели — для них удержание самый эффективный режим, вал фиксируется в положении удержания совершенно неподвижно, а высоких скоростей и ускорений по Z как правило не требуется. Сервопривод в таких условиях будет совершать микроколебания, что нежелательно.Аналогично, если двигатель планируется к установке на поворотную ось, где требуется медленное вращение, и после каждого углового шага следует серия движений шпинделя вдоль заготовки — шаговый двигатель лучше справится с удержанием.
  5. Необходимость достигать высоких ускорений


    Если есть такая необходимость — альтернативы серводвигателям нет. Шаговые двигатели весьма инертны, и попытка быстро разогнать его приведет к т.н. «срыву» — пропуску шагов или остановке вала. Тогда как сервоприводы способны кратковременно увеличить ток обмоток в 3-4 раза от номинального значения, чтобы развить больший момент и, соответственно, большее ускорение
  6. Вероятность заклинивания механики

    Если вероятность заклинивания механической системы велика (например, в случае приводных актуаторов систем открывания ворот), серводвигатели использовать нежелательно — шаговые двигатели просто будут пропускать шаги, в то время как сервопривод в случае неправильной настройки может повредить передачу или обмотки собственного двигателя.

  7. Звук


    Шаговые двигатели при работе издают весьма сильный гул. Если для Вас низкий уровень шума критичен — следует использовать сервоприводы.


В общем же случае построения фрезерного или иного станка с ЧПУ, сервоприводы предпочтительней шаговых, за счет своих многочисленных преимуществ. Если Вы не смогли определиться что выбрать: шаговый или серводвигатель, изучите таблицу отличий.















Параметр





Шаговые приводы





Бесщеточные сервоприводы





Момент







Резко падает с увеличением скорости. Максимален при неподвижном вале






Высокий на всем диапазоне скоростей. Максимален на высоких оборотах







Удельная мощность







Малая. Шаговый двигатель имеет крайне малый КПД — постоянно потребляет большой ток, основная часть энергии при этом выделяется в виде тепла









Высокая. Потребляемый ток пропорционален нагрузке







Обратная связь по положению







Отсутствует. Пропущенный шаг останется незамеченным для системы ЧПУ. Однако, при правильном проектировании станка обратная связь не требуется









Есть. Положение вала будет скорректировано, если это будет невозможно(например, вал заклинило) — система выдаст ошибку







Точность позиционирования







Не более 5% от величины шага









Определяется установленным энкодером




Безопасность







Высокая. Если вал двигателя заклинило — он просто будет пропускать шаги









Низкая. При заклинивании вала сервопривод может провернуть передачу, повредив её. Двигатель также может сгореть при неправильной настройке поведения драйвера при перегрузке







Срок службы







Очень большой









Очень большой




Резонанс ротора







Есть. Шаговые двигатели подвержены резонансу, что приводит к пропуску шагов, снижению качества обработки и пр.









Отсутствует







Звук







Сильный гул









Слабый




Нагрев







Сильный. Зачастую требуется доп. охлаждение с помощью радиатора и вентилятора









Слабый







Перегрузки







При перегрузках пропускает шаги, не способен резко ускориться









Хорошо переносит перегрузки за счет кратковременного увеличения потребляемой мощности. Способен резко ускориться




Альтернативный способ выбора между шаговым и серводвигателем


Некоторые производители при выборе предлагают отталкиваться от мощности двигателей, требуемых для станка (см. статью Выбор шагового двигателя и мощности сервопривода). Для этого предлагается рассчитать коэффициент К по эмпирической формуле К = М * S / 58000, где М — масса движимой части (портала со шпинделем), S — требуемая скорость перемещения (мм/мин). Если К < 1, вам скорее всего подойдут шаговые двигатели. Если К > 2, ваш выбор серводвигатели. Если К лежит в пределах от 1 до 2, Вам могут подойти оба вида привода и Вам стоит ввести дополнительные критерии выбора для определения лучшего варианта.


См. также:


>Свежий взгляд на шаговые двигатели и сервоприводы


>Как выбрать привод для станка с ЧПУ


Униполярный или шаговый двигатель


>Коллекторные серводвигатели


Выбор между коллекторными и бесщеточными BLDC-двигателями



DARXTON

Учебное пособие по модели

: шаговый и серводвигатель

Это учебное пособие поможет вам понять различия между шаговым двигателем и серводвигателем, а также поможет выбрать двигатель, который лучше всего подходит для вашего приложения. Мы рассмотрим основы двигателей, включая конструкцию, ток, функции и особенности, вопросы, которые следует задать при выборе двигателя, примеры применения, ключевую терминологию и многое другое. Мы также предоставляем дополнительные ресурсы для получения дополнительной информации.

 

Основы работы с двигателями: как работает шаговый двигатель

Конструкция шагового двигателя

Большинство промышленных шаговых двигателей представляют собой гибридные шаговые двигатели, состоящие из ротора с постоянным магнитом и электромагнитного статора с обмоткой.

 

ТОК Шагового двигателя

Постоянный ток используется для питания магнитных катушек шагового двигателя.

Ток, подаваемый от привода, создает магнитное поле, используемое для вращения вала двигателя. Ниже приведено базовое представление о том, как работает этот процесс.

1. Верхний электромагнит активируется, и зубья центральной шестерни выстраиваются соответственно.

2. Верхний электромагнит деактивирован и правый включен. Ближайшие зубья шестерни подпрыгивают, чтобы выровняться с этим. Это вызывает шаг (например, поворот на 1,8°).

3. Деактивирован правый электромагнит и включен нижний. Затем зубья шестерни подпрыгивают, чтобы выровняться с нижним электромагнитом. Это вызывает еще один шаг.

4. Нижний электромагнит деактивирован, а крайний левый включен. Затем зубья шестерни прыгают, чтобы выровняться с этим. Это вызывает еще один шаг. На двигателе с углом шага 1,8° для полного оборота требуется 200 шагов.

 

Что еще нужно знать

1. Микрошаг увеличивает количество шагов на оборот.

2. Увеличение тока увеличивает крутящий момент двигателя.

3. Чем выше частота шага, тем выше скорость двигателя.

4. По мере увеличения скорости двигателя противо-ЭДС может уменьшить крутящий момент двигателя.

5. Обратная связь по положению не требуется, но не является обязательной.

 

Краткий обзор основ шагового двигателя

Постоянный ток создает магнитное поле. Это открытая система постоянного тока. Ток сохраняется, пока двигатель находится в состоянии покоя.

Преимущества

• Простая конструкция/управление

• Не требуется обратная связь

• Превосходный крутящий момент на низких скоростях

• Отличная плавность хода на низких скоростях

• Более низкая общая стоимость системы

  Недостатки

• Крутящий момент уменьшается с увеличением скорости

• Постоянный ток независимо от требований

• Не может реагировать на изменения нагрузки 3

0010 веселый степпер fact

В 1920 году началось фактическое применение шаговых двигателей, так называемых шаговых двигателей типа VR (Variable Reluctance), используемых британским флотом для управления позиционированием и дистанционного управления.

 

Основы двигателя: как работает двигатель SERVO

Конструкция двигателя SERVO

Серводвигатель переменного тока состоит из трехфазного статора и ротора с постоянными магнитами. Кроме того, для правильного управления током требуется обратная связь двигателя, такая как резольвер или энкодер.

 

ТОК серводвигателя

Трехфазный переменный ток используется для питания магнитных катушек серводвигателя.

При изменении тока в статоре изменяется магнитное поле трех фаз; заставляя постоянные магниты ротора совпадать с соответствующей фазой.

Что еще нужно знать

1. Увеличение тока увеличивает крутящий момент двигателя.

2. Чем выше частота тока, тем быстрее будет вращаться двигатель.

3. Сервоприводы контролируют и регулируют ток двигателя для более точного управления крутящим моментом.

4. Для правильного управления током требуется обратная связь двигателя.

 

Краткий обзор основ сервопривода

Трехфазный переменный ток создает магнитное поле. Это система с замкнутым контуром, которая постоянно отслеживает положение относительно заданного положения и соответствующим образом регулирует ток. Тормоз двигателя требуется для удерживающего момента на нулевой скорости.

Преимущества

• Замкнутый контур управления

• Более высокий крутящий момент при более высокой скорости

• Меньший нагрев двигателя

• Лучший выбор для систем с переменной нагрузкой

 

 005 Недостатки

• Более сложный контроль – требуется настройка

• Требуется обратная связь по положению

• Более высокая общая стоимость системы

 

забавный факт о сервоприводе

Автофокус камеры использует точный серводвигатель, встроенный в камеру, который корректирует положение объектива для увеличения резкости -фокус изображения.

 

шаговый двигатель или сервопривод?: выбор двигателя

правильный выбор двигателя

Когда вы запускаете приложение для перемещения, вы выбираете двигатель на основе конструктивных критериев или привычки? Вы выбираете сервопривод, потому что это то, что вы всегда используете? Вы выбираете степпер только для простых приложений?

Этот раздел поможет вам понять вопросы, которые вы должны задать, чтобы найти лучший двигатель для применения.

 

вопросов, которые нужно задать

1.Какой груз мне нужно перевезти?

2. С какой скоростью мне нужно бегать?

3. Меняется ли моя нагрузка во время переезда?

4. Есть ли какие-либо специальные функции, которые мне нужны, например, удерживающий крутящий момент или ограничение крутящего момента?

5.Каков мой бюджет?

6. Какой двигатель лучше всего подходит для моего применения?

 

1. Какой груз мне нужно перевезти? (крутящий момент)

Когда мы выбираем двигатель для приложения, нам нужно знать, какой крутящий момент может обеспечить двигатель. Для этого мы используем кривую крутящего момента двигателя. Вот типичная кривая крутящего момента серводвигателя.

2. С какой скоростью мне нужно бегать? (крутящий момент + скорость)

Часто считается, что серводвигатели превосходят шаговые двигатели эквивалентного размера. Но это часто не так. Вот кривая крутящего момента шагового двигателя эквивалентного размера по сравнению с кривой крутящего момента сервопривода.

На высоких скоростях крутящий момент шагового двигателя приближается к нулю, в то время как серводвигатель обеспечивает постоянный крутящий момент во всем диапазоне скоростей.

3. Меняется ли моя нагрузка во время переезда?

Серводвигатели обладают дополнительной способностью обеспечивать пиковый крутящий момент на короткие промежутки времени для преодоления колебаний нагрузки и более высокого ускорения двигателя.

4. Специальные функции: Удержание крутящего момента

Шаговые двигатели могут обеспечивать полный крутящий момент в состоянии покоя, когда обмотки находятся под напряжением, удерживать нагрузку от внешней силы, когда ротор не вращается — Удерживающий крутящий момент . Эта функция делает шаговые двигатели хорошим выбором для случаев, когда необходимо удерживать нагрузку на месте.

4. Специальные функции: ограничение крутящего момента

Серводвигатели могут управлять крутящим моментом двигателя посредством точного контроля тока, подаваемого на двигатель, и ограничивать его таким образом, чтобы не было превышено определенное значение крутящего момента – ограничение крутящего момента . Благодаря преимуществам управления крутящим моментом можно реализовать многие приложения, требующие точного управления усилием при нажатии, вытягивании и скручивании.

5. Каков мой бюджет: Стоимость шагового двигателя

Шаговые двигатели обычно не требуют обратной связи, используют менее дорогие магниты и редко включают редукторы. Из-за большого количества полюсов и их способности создавать удерживающий момент они потребляют меньше энергии при нулевой скорости. В результате шаговый двигатель обычно дешевле, чем сопоставимый серводвигатель.

5. Каков мой бюджет: Стоимость серводвигателя

Серводвигатели требуют обратной связи, используют более дорогие магниты и часто включают редукторы. Они также потребляют больше энергии на нулевой скорости. В результате серводвигатель обычно дороже аналогичного шагового двигателя.

6. Какой двигатель лучше всего подходит для моего применения?

Управление двигателями сильно отличается при сравнении шагового двигателя с сервоприводом. Шаговый двигатель — это система с разомкнутым контуром, а сервопривод — система с замкнутым контуром. Проверьте свое приложение, чтобы определить, предоставляет ли один метод управления функции, отличающие его от другого.

При рассмотрении требований к применению необходимо учитывать несколько параметров, и приведенная ниже таблица является хорошей отправной точкой, помогающей разработчику выбрать более подходящую технологию.

когда следует выбирать шаговый двигатель  

Рассмотрите возможность использования шагового двигателя, если ваше приложение соответствует любому из этих требований.

    Высокий крутящий момент, низкая скорость

    Короткие, быстрые, повторяющиеся движения

    Желательно простое управление

    Низкая скорость, высокая точность

Преимущества Stepper

   Прочная конструкция

   Высокая надежность означает отсутствие обслуживания

   Не требуется настройка системы

9000 003

 

когда выбирать сервопривод   

Рассмотрите возможность использования сервопривода, если ваше приложение соответствует любому из этих требований.

    Требуется высокая скорость

   Динамические профили движения

   Управление приложенной силой

Преимущества сервопривода

   Управление крутящим моментом

   Может выполнять сложные команды движения

   Может адаптироваться к изменениям нагрузки

3 0 2 900 Снижение энергопотребления 3 900

 

Примеры применения

шаговый двигатель : оси наладки

Автоматическая регулировка роликов

Особенности: Производитель хочет автоматизировать настройку роликов.

Цель: сократить время переналадки и повысить воспроизводимость между различными производственными установками.

Требования к применению:

        Интеграция в существующее управление ПЛК

       Время цикла менее 1 минуты Необходимо удерживать положение покоя

 

 

 

Решение
Лучшая плавность хода на низких скоростях и

Удерживающий момент в состоянии покоя делает шаговый двигатель
лучшим выбором.

 

 

 

 

сервопривод: динамическое управление крутящим моментом строитель линий розлива и розлива нуждается в линейном и поворотном приводе в рамках обновления операция укупорки.

Цель: точно установить колпачок и сообщить о любых отсутствующих или неправильно установленных колпачках.

Требования к приложению:

        Интеграция в существующий ПЛК Control

       Очень высокая пропускная способность

       Ограничение крутящего момента

       Несколько продуктов

 03

Решение
Замкнутый контур сервопривода позволяет лучше контролировать
положения двигателя и управления током.
Ограничение крутящего момента сервопривода дает системе
возможность точно накладывать колпачки на правильный колпачок
по крутящему моменту.

 

 

 

AMCI Integrated Motion Solutions

Двигатель + привод + контроллеры

Семейства интегрированных двигателей AMCI представляют собой комплексное решение, объединяющее двигатель, привод и контроллер в одном пакете, обеспечивающем максимально простую установку .

Ключевая терминология

Замкнутый контур : Система, в которой выход измеряется и сравнивается с входом. Затем выход регулируется для достижения желаемого состояния. В системе движения датчик скорости или положения (или и того, и другого) используется для генерации корректирующих сигналов путем сравнения с требуемыми параметрами

Удерживающий крутящий момент : Максимальная внешняя сила или крутящий момент, которые могут быть приложены к остановленному, включенному двигателю, не вызывая его непрерывного вращения.

Микрошаг : Метод управления, который пропорционально распределяет ток в обмотке шагового двигателя для обеспечения промежуточных положений между полюсами.

Разомкнутый контур : Относится к системе движения, в которой не используются внешние датчики для подачи сигналов коррекции скорости или положения.

Номинальный крутящий момент : Способность двигателя создавать крутящий момент при заданной скорости. Это максимальный крутящий момент, который двигатель может передать под нагрузкой, и обычно он указывается с помощью кривой крутящий момент/скорость.

Сервопривод : Система, состоящая из нескольких устройств, которые постоянно отслеживают фактическую информацию, сравнивают эти значения с желаемым результатом и вносят необходимые коррективы, чтобы минимизировать разницу.

Угол шага : Угол, на который поворачивается вал после получения команды одного шага. Для стандартного двухфазного шагового двигателя угол шага составляет 1,8 градуса (200 шагов/оборот) при управлении полношаговым приводом.

 

Выбор шагового двигателя и серводвигателя

Эта статья была обновлена ​​8 февраля 2023 г. Первоначально она была опубликована 24 июня 2018 г. 27

Инженерный трюизм гласит, что идеального решения не существует — есть только лучшее решение для имеющейся проблемы. Это особенно справедливо для серводвигателей и шаговых двигателей. Оба широко используются в промышленности. Тоже не универсальное решение. Однако при правильном применении как шаговые, так и серводвигатели могут обеспечить эффективное и надежное питание для очень успешной системы. Дерево решений для выбора между ними имеет много ветвей, но наиболее важными из них являются скорость, ускорение и целевая цена.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели состоят из ротора с постоянными магнитами и неподвижного статора с обмотками. Ток, протекающий через обмотки статора, создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая и применяя вращающую силу. Шаговые двигатели имеют большое количество полюсов, обычно 50 и более. Каждый полюс последовательно запитывается приводом двигателя, так что ротор вращается с серией приращений или шагов. Но из-за большого количества полюсов движение кажется непрерывным.

СВЯЗАННЫЕ: Двигатели лучше: сервоприводы или шаговые двигатели

Шаговые двигатели имеют несколько характеристик. Они генерируют пошаговое движение и обычно работают без обратной связи, что устраняет стоимость и сложность энкодера или резольвера. Большое количество полюсов позволяет им создавать высокие крутящие моменты при нулевой скорости. Они также компактны и в целом экономичны.

С другой стороны, скорость шаговых двигателей ограничена. Обычно они хорошо работают при 1200 об/мин или ниже. И хотя они генерируют высокий крутящий момент при нулевой скорости, крутящий момент падает по мере увеличения скорости. Двигатель, который генерирует 100 унций на дюйм при нулевой скорости, может обеспечить только 50 унций на 500 об/мин и всего 10 унций на 1000 об/мин.

Теоретически добавление редуктора может увеличить крутящий момент, но тогда низкая скорость шагового двигателя станет проблемой. Добавление редуктора 10:1 к шаговому двигателю со скоростью 1200 об/мин может увеличить крутящий момент на порядок, но также снизит скорость до 120 об/мин. Если двигатель приводит в действие шарико-винтовой привод или что-то подобное, он, вероятно, не будет развивать скорость, достаточную для удовлетворения потребностей приложения.

Шаговые двигатели, как правило, не доступны с размерами корпуса больше, чем NEMA 34, при этом в большинстве приложений используются двигатели с размерами NEMA 17 или NEMA 23. В результате редко можно найти шаговые двигатели, которые могут развивать крутящий момент от 1000 до 2000 унций-дюйм.

СВЯЗАННЫЕ: Выбор подходящего шагового двигателя или серводвигателя для электрических приводов

Шаговые двигатели также имеют ограничения по производительности. Например, двигатель должен прервать трение, чтобы начать вращаться и перемещать нагрузку, и в этот момент ротор не полностью контролируется. В результате команда продвинуться на пять шагов может привести к тому, что двигатель повернется на четыре шага, а может быть, и на шесть.

Если привод дает команду двигателю продвинуться на 200 шагов, он сделает это с точностью до нескольких шагов, что в этот момент представляет собой ошибку в несколько процентов. Хотя шаговые двигатели обычно имеют разрешение от 25 000 до 50 000 импульсов на оборот, двигатель представляет собой пружинно-массовую систему под нагрузкой, а типичное разрешение составляет от 2000 до 6000 импульсов на оборот. Тем не менее, при этих разрешениях даже 200-шаговое перемещение соответствует доле градуса.

Добавление энкодера позволит точно отслеживать движение, но не превзойдет базовую физику двигателя. Для приложений, требующих большей точности и разрешения позиционирования, серводвигатели являются лучшим выбором, чем шаговые двигатели.

Серводвигатели

Шаговый двигатель состоит из ротора с постоянными магнитами и неподвижного статора с обмотками. Как и в шаговых двигателях, ток создает магнитное поле, которое воздействует на ротор, создавая крутящий момент. Но у серводвигателей значительно меньше полюсов, чем у шаговых двигателей. В результате они должны работать под управлением замкнутого контура.

В общем, двигатели подачи работают значительно быстрее, чем шаговые двигатели, со скоростью порядка нескольких тысяч об/мин. Это позволяет использовать серводвигатели с редукторами для обеспечения гораздо более высокого крутящего момента на полезных скоростях. Они также обеспечивают более постоянный крутящий момент во всем диапазоне скоростей двигателя.

СВЯЗАННЫЕ: Все о двигателях

В отличие от шаговых двигателей, они не имеют удерживающего момента. Однако работа в замкнутом контуре позволяет контроллеру/приводу дать команду, чтобы нагрузка оставалась в определенном положении, а двигатель непрерывно регулировался, чтобы удерживать ее в этом положении. Таким образом, серводвигатели могут обеспечить фактически удерживающий момент.

В серводвигателях обычно используются редкоземельные магниты, в то время как в шаговых двигателях чаще используются менее дорогие обычные магниты. Редкоземельные магниты помогают сервоприводам развивать больший крутящий момент в меньших размерах. Серводвигатели также получают преимущество в крутящем моменте благодаря своему большему размеру. Диаметр серводвигателя обычно варьируется от NEMA 17 до 220 мм. В результате сочетания этих факторов серводвигатели развивают крутящий момент до 250 футо-фунтов.

Серводвигатели обладают скоростью и крутящим моментом, обеспечивающими более высокое ускорение, чем шаговые двигатели.