Cómo elegir el motor paso a paso y el servomotor correctos

- Nov 30, 2018-

Cómo elegir el motor paso a paso y el servomotor correctos

Los motores paso a paso se clasifican principalmente según el número de fases, y los motores paso a paso de dos fases y de cinco fases son ampliamente utilizados en el mercado. El motor paso a paso de dos fases se puede dividir en 400 partes iguales por revolución y las cinco fases se pueden dividir en 1000 partes iguales. Por lo tanto, las características del motor paso a paso de cinco fases son mejores, el tiempo de aceleración / deceleración es más corto y la inercia dinámica es menor. .

Comparación de las diferencias del motor paso a paso de dos fases / cinco fases:

Construcción del motor:

Motor paso a paso de dos fases: 8 polos principales ‧; Bobina de 4 polos de 4 fases (2 fases)

Motor paso a paso de cinco fases: 10 polos principales ‧; Bobina bipolar de 5 fases

Energía de descomposición:

Motor paso a paso de dos fases: 1.8 ° / 0.9 ° (200, 400 splits / turn)

Motor paso a paso de cinco fases: 0.72 ° / 0.36 ° (500, 1000 splits / turn), 2.5 veces más alto que el motor paso a paso de dos fases

Vibración:

Motor paso a paso de dos fases: entre 100-200pps es un campo de resonancia de baja velocidad con gran vibración y sin punto de resonancia significativo

Motor paso a paso de cinco fases: baja vibración, características de velocidad-par, motor paso a paso de menos de cinco fases en velocidad, alta velocidad, alto par

El motor paso a paso es un dispositivo de movimiento discreto que está intrínsecamente vinculado a la moderna tecnología de control digital. En el sistema de control digital doméstico actual, la aplicación de motores paso a paso es muy extensa. Con la llegada de los servomotores de CA totalmente digitales, los servomotores de CA se utilizan cada vez más en los sistemas de control digital. Para adaptarse a la tendencia de desarrollo del control digital, el motor paso a paso o el servomotor de CA totalmente digital se utiliza principalmente como motor de ejecución en el sistema de control de movimiento. Aunque los dos son similares en el modo de control (señales de ráfaga y dirección), existen grandes diferencias en el rendimiento y la aplicación.

Ahora compara el rendimiento de los dos.

Primero, la precisión de control es diferente.

El ángulo de paso del motor paso a paso híbrido de dos fases generalmente es de 3.6 °, 1.8 °, y el ángulo de paso del motor paso a paso híbrido de cinco fases es generalmente de 0.72 °, 0.36 °. También hay algunos motores paso a paso de alto rendimiento con ángulos de paso más pequeños. Por ejemplo, un motor paso a paso para una máquina de corte de alambre lento producido por Sitong tiene un ángulo de paso de 0.09 °; Se puede marcar un motor paso a paso híbrido trifásico producido por Bergerlahr de Alemania. Los interruptores de código están configurados en 1.8 °, 0.9 °, 0.72 °, 0.36 °, 0.18 °, 0.09 °, 0.072 ° y 0.036 °, y son compatibles con el ángulo de paso de los motores paso a paso híbridos de dos fases y cinco fases.

La precisión de control del servomotor de CA está garantizada por el codificador giratorio en la parte trasera del eje del motor. Tomando como ejemplo el servomotor de CA completamente digital de Panasonic para un motor con un codificador estándar de 2500 líneas, el equivalente de pulso es 360 ° / 10000 = 0,036 ° debido a la tecnología de frecuencia cuádruple dentro del controlador. Para un motor con un codificador de 17 bits, el variador recibe una revolución por 217 = 131072 motores de impulso, es decir, su equivalente de impulso es 360 ° / 131072 = 9.89 segundos. Es 1/655 del equivalente en impulsos de un motor paso a paso con un ángulo de paso de 1.8 °.

En segundo lugar, las características de baja frecuencia son diferentes.

Los motores paso a paso son propensos a la vibración de baja frecuencia a bajas velocidades. La frecuencia de vibración está relacionada con la condición de carga y el rendimiento del controlador. En general, se considera que la frecuencia de vibración es la mitad de la frecuencia de despegue del motor sin carga. Este fenómeno de vibración de baja frecuencia, que está determinado por el principio de funcionamiento del motor paso a paso, es muy perjudicial para el funcionamiento normal de la máquina. Cuando el motor paso a paso funciona a baja velocidad, la tecnología de amortiguación generalmente debe usarse para superar el fenómeno de vibración de baja frecuencia, como agregar un amortiguador al motor o usar tecnología de subdivisión en el variador.

El servomotor de CA funciona muy bien y la vibración no se produce incluso a bajas velocidades. El sistema de servo AC tiene una función de supresión de resonancia, que puede cubrir la rigidez de la máquina, y tiene una función de análisis de frecuencia (fft) dentro del sistema, que puede detectar el punto de resonancia de la máquina y facilitar el ajuste del sistema.

En tercer lugar, la diferencia en las características de frecuencia

El par de salida del motor paso a paso disminuye a medida que aumenta la velocidad, y desciende bruscamente a velocidades más altas, por lo que la velocidad máxima de funcionamiento es generalmente de 300 a 600 rpm.

El servomotor de CA es una salida de par constante, es decir, puede generar un par nominal dentro de su velocidad nominal (generalmente 2000 rpm o 3000 rpm), y es una salida de potencia constante por encima de la velocidad nominal.

En cuarto lugar, la capacidad de sobrecarga es diferente.

Los motores paso a paso generalmente no tienen capacidad de sobrecarga. El servomotor de CA tiene una fuerte capacidad de sobrecarga. Tome el sistema de servo AC de Panasonic como ejemplo, tiene sobrecarga de velocidad y capacidad de sobrecarga de par. Su par máximo es tres veces el par nominal y se puede usar para superar el momento de inercia de la carga de inercia en el momento del arranque. Debido a que no hay tal capacidad de sobrecarga en el motor paso a paso, para superar este momento de inercia durante la selección, a menudo es necesario seleccionar un motor con un par grande, y la máquina no necesita un par tan grande durante el funcionamiento normal , y aparece un par de torsión. El fenómeno de los residuos.

Cinco, diferente rendimiento operativo.

El control del motor paso a paso es el control de bucle abierto. Si la frecuencia de inicio es demasiado alta o la carga es demasiado grande, puede perderse o bloquearse. Si la velocidad es demasiado alta durante la parada, puede producirse un exceso. Por lo tanto, para garantizar la exactitud del control, debe manejarse bien. El problema del ascenso y la caída de la velocidad. El sistema de servoaccionamiento de CA es un control de circuito cerrado. El variador puede muestrear directamente la señal de realimentación del codificador del motor. El bucle de posición interna y el bucle de velocidad están formados. En general, el motor continuo se pierde o se sobrepasa, y el rendimiento del control es más confiable.

Sexto, el rendimiento de respuesta de velocidad es diferente

El motor paso a paso tarda de 200 a 400 milisegundos en acelerar desde la parada hasta la velocidad de operación (por lo general, varios cientos de revoluciones por minuto). El sistema de servo AC tiene un mejor rendimiento de aceleración. Tomemos como ejemplo el servomotor de CA msma400w de Panasonic. Solo se necesitan unos pocos milisegundos para acelerar desde el punto muerto hasta su velocidad nominal de 3000 rpm. Se puede utilizar en situaciones de control donde se requiere un rápido arranque-parada.

En resumen, el sistema de servo AC es superior al motor paso a paso en muchos aspectos de rendimiento. Sin embargo, en algunas ocasiones donde los requisitos no son altos, los motores paso a paso se utilizan a menudo para realizar el motor. Por lo tanto, en el proceso de diseño del sistema de control, es necesario considerar de manera integral los requisitos de control, el costo y otros factores, y seleccionar el motor de control apropiado.

Un motor paso a paso es un actuador que convierte los impulsos eléctricos en un desplazamiento angular. Para decirlo sin rodeos: cuando el controlador paso a paso recibe una señal de pulso, hace que el motor paso a paso gire un ángulo fijo (y un ángulo de paso) en la dirección establecida.

Puede controlar el desplazamiento angular controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso. Al mismo tiempo, puede controlar la velocidad y la aceleración del motor controlando la frecuencia del pulso para lograr el propósito de la regulación de la velocidad.

Hay tres tipos de motores paso a paso: imán permanente (pm), reactivo (vr) e híbrido (hb).

El escalonamiento del imán permanente es generalmente de dos fases, el par y el volumen son pequeños, y el ángulo del escalón es generalmente de 7.5 grados o 15 grados;

El escalonamiento reactivo es generalmente trifásico, lo que puede lograr una alta salida de par. El ángulo del escalón es generalmente de 1.5 grados, pero el ruido y la vibración son muy grandes. Desarrollado en Europa y los Estados Unidos en la década de 1980 ha sido eliminado;

El paso híbrido se refiere a la ventaja de mezclar imanes permanentes y ecuaciones reactivas. Se divide en dos fases y cinco fases: el ángulo de paso de dos fases generalmente es de 1.8 grados y el ángulo de paso de cinco fases generalmente es de 0.72 grados. Este motor paso a paso es el más utilizado.

TW-42HS

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