Servo variklio ir žingsninio variklio pasirinkimas gali būti nemenkas iššūkis, nes reikia subalansuoti kelis konstrukcijos veiksnius. Išlaidos, sukimo momentas, greitis, pagreitis ir pavaros grandinės turi įtakos renkantis geriausią jūsų pritaikymo variklį. Peržiūrėjome jų naudojimo būdus ir stipriąsias puses, kad padėtume jums pasirinkti tinkamą variklį.
Bendrieji rezultatai
- 50–100 magnetinių porų
- Lengviau valdyti
- Daugiau lankstumo ir tikslumo
- Geriau važiuojant mažu greičiu
- 4–12 magnetinių porų
- Mažiau sustojimų
- Gali reikėti rotacinio kodavimo įrenginio
- Geriau didesniu greičiu
Žingsniniai ir servovarikliai skiriasi dviem pagrindiniais būdais: pagrindine konstrukcija ir valdymo priemonėmis. Abi suteikia sukimosi jėgą, kad judėtų sistema. Žingsniai turi daugiau žingsnių arba pozicijų, kurias gali išlaikyti variklis.
Apskritai servovarikliai geriausiai tinka naudoti dideliu greičiu ir dideliu sukimo momentu. Žingsninio variklio konstrukcija užtikrina pastovų laikymo sukimo momentą, nereikalaujant variklio maitinimo. Žingsninio variklio sukimo momentas esant mažam greičiui yra didesnis nei tokio paties dydžio servovariklio. Tačiau servosai gali pasiekti didesnį bendrą greitį.
Žingsnių skaičius: žingsniniai varikliai siūlo daugiau įvairovės
- Daugiau magnetinių porų, o tai reiškia daugiau žingsnių
- Lengviau pasiekti konkretų žingsnį
- Mažiau magnetinių porų
- Mažiau lengva nuvykti į tikslią vietą
Žingsniniai varikliai paprastai turi nuo 50 iki 100 magnetinių porų šiaurės ir pietų polių, generuojamų nuolatinio magneto arba elektros srovės. Palyginimui, servovarikliai turi mažiau polių, dažnai iš viso nuo 4 iki 12.
Kiekvienas turi natūralų variklio veleno sustojimo tašką. Didesnis sustojimų skaičius leidžia žingsniniam varikliui tiksliai ir tiksliai judėti tarp kiekvieno ir leidžia jam veikti be jokios padėties grįžtamojo ryšio daugelyje programų. Servo varikliams dažnai reikia rotacinio kodavimo įrenginio, kad būtų galima sekti variklio veleno padėtį, ypač jei reikia atlikti tikslius judesius.
Vairavimo mechanizmas: žingsneliai yra tikslesni
-
Lengviau nuvažiuoti į konkrečią vietą
- Raskite galutinę poziciją pagal žingsnių skaičių
- Sunkiau tiksliai valdyti
- Perskaitykite galutinę padėtį, pagrįstą koreguojančią srovę
Pavaryti žingsninį variklį į tikslią padėtį yra daug paprasčiau nei vairuoti servo variklį. Naudojant žingsninį variklį, vienas pavaros impulsas perkels variklio veleną vienu žingsniu nuo vieno poliaus prie kito. Kadangi tam tikro variklio žingsnio dydis yra fiksuotas esant tam tikram sukimosi greičiui, norint pereiti į tikslią padėtį reikia išsiųsti reikiamą impulsų skaičių.
Priešingai, servo varikliai nuskaito skirtumą tarp srovės kodavimo įrenginio padėties ir padėties, į kurią jiems buvo liepta, ir sureguliuoja srovę, reikalingą norint pereiti į teisingą padėtį. Naudojant šiuolaikinę skaitmeninę elektroniką, žingsninius variklius valdyti daug lengviau nei servovariklius.
Našumas: servosai geresni dideliu greičiu
- Mažesnis maksimalus RPM (apie 2 000)
- Mažiau sukimo momento pasiekiamas esant didesniam greičiui
- Gali važiuoti daug didesniu greičiu
- Nepraranda sukimo momento esant sūkiams
Naudojant, kurioms reikalingas didelis greitis ir didelis sukimo momentas, servovarikliai šviečia. Žingsninių variklių didžiausias greitis yra apie 2 000 aps./min., o servovarikliai yra daug kartų greitesni. Servo varikliai taip pat išlaiko savo sukimo momentą esant dideliam apsisukimų dažniui, iki 90 % vardinio sukimo momento pasiekiama iš servo didelio greičio.
Servos yra efektyvesnės nei žingsniniai varikliai, kurių efektyvumas yra 80–90%. Servo variklis trumpam laikui gali tiekti maždaug dvigubai didesnį sukimo momentą, todėl prireikus galima pasisemti gręžinio. Be to, servovarikliai yra tylūs, yra kintamos ir nuolatinės srovės pavaros, jie nevibruoja ir nekelia rezonanso problemų.
Žingsniniai varikliai praranda didelį sukimo momentą, kai artėja prie didžiausio vairuotojo greičio. Būdingas 80 % vardinio sukimo momento praradimas esant 90 % didžiausio greičio. Žingsniniai varikliai taip pat nėra tokie geri kaip servo varikliai greitinant apkrovą. Bandant per greitai pagreitinti apkrovą, kai žingsninis mechanizmas negali sukurti pakankamai sukimo momento, kad pereitų prie kito žingsnio prieš kitą pavaros impulsą, žingsnis bus praleistas ir padėtis bus prarasta.
Galutinis verdiktas
Geriausio variklio pasirinkimas priklauso nuo kelių pagrindinių sistemos projektavimo kriterijų, įskaitant kainą, padėties tikslumo reikalavimus, sukimo momento reikalavimus, pavaros galios prieinamumą ir pagreičio reikalavimus.
Žingsniniai varikliai geriau tinka mažesniam pagreičiui ir dideliam sukimo momentui. Servo varikliai gali tiekti daugiau galios nei žingsniniai varikliai, tačiau norint tiksliai nustatyti padėtį, jiems reikia daug sudėtingesnės pavaros grandinės ir padėties grįžtamojo ryšio. Jiems dažnai reikalingos pavarų dėžės, ypač mažesniu greičiu. Reikalavimas pavarų dėžei ir padėties kodavimo įtaisui daro servovariklio konstrukcijas mechaniškai sudėtingesnes ir padidina sistemos priežiūros reikalavimus.
Jei padėties tikslumas yra būtinas, variklio apkrova niekada neturi viršyti sukimo momento arba žingsninis daviklis turi būti sujungtas su padėties davikliu, kad būtų užtikrintas tikslumas. Žingsniniai varikliai taip pat kenčia nuo vibracijos ir rezonanso problemų. Esant tam tikram greičiui, iš dalies priklausomai nuo apkrovos dinamikos, žingsninis variklis gali patekti į rezonansą ir nesugebėti valdyti apkrovos. Dėl to praleidžiami žingsniai, sustoja varikliai, atsiranda per didelė vibracija ir triukšmas.