So sánh hiệu suất giữa động cơ servo và động cơ bước
Trong hệ thống điều khiển kỹ thuật số trong nước hiện nay, việc áp dụng động cơ bước rất rộng. Với sự ra đời của hệ thống servo AC kỹ thuật số, động cơ AC servo ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong hệ thống điều khiển kỹ thuật số, nhằm thích ứng với sự phát triển của điều khiển kỹ thuật số. Xu hướng, hệ thống điều khiển chuyển động chủ yếu sử dụng động cơ bước hoặc động cơ servo AC hoàn toàn kỹ thuật số làm động cơ truyền động. Mặc dù cả hai giống nhau ở chế độ điều khiển (tín hiệu nổ và hướng), nhưng có sự khác biệt lớn về hiệu suất và ứng dụng. Bây giờ so sánh hiệu suất của hai.
Đầu tiên, độ chính xác kiểm soát là khác nhau
Góc bước của động cơ bước hỗn hợp hai pha thường là 1,8 ° và 0,9 °, và góc bước của động cơ bước hỗn hợp năm pha thường là 0,72 ° và 0,36 °. Ngoài ra còn có một số động cơ bước hiệu suất cao có góc bước nhỏ hơn sau khi phân chia. Động cơ bước hỗn hợp hai pha do SANYODENKI sản xuất có thể được đặt thành 1,8 °, 0,9 °, 0,72 °, 0,36 °, 0,18 °, 0,09 °, 0,072 °, 0,036 ° thông qua công tắc DIP. Tương thích với góc bước của động cơ bước hỗn hợp hai pha và năm pha.
Độ chính xác điều khiển của động cơ servo AC được đảm bảo bởi bộ mã hóa quay ở phía sau trục động cơ. Lấy động cơ AC servo kỹ thuật số KINGSERVO làm ví dụ. Đối với động cơ có bộ mã hóa 2500 dòng tiêu chuẩn, tương đương xung là 360 ° / 10000 = 0,036 ° do công nghệ tần số tăng gấp bốn lần bên trong trình điều khiển. Đối với động cơ có bộ mã hóa 17 bit, ổ đĩa nhận được một vòng quay của động cơ xung 131072, tức là tương đương xung của nó là 360 ° / 131072 = 0,0027466 °, tương đương xung của động cơ bước với góc bước là 1,8 °. 1/655.
Thứ hai, 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 động liên quan đến điều kiện tải và hiệu suất của trình điều khiển. Thông thường người ta coi rằng tần số rung là một nửa tần số cất cánh của động cơ không tải. Hiện tượng rung tần số thấp này, được xác định bởi 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, công nghệ giảm xóc thường được sử dụng để khắc phục hiện tượng rung tần số thấp, chẳng hạn như thêm một bộ giảm xóc vào động cơ hoặc sử dụng công nghệ phân chia trên ổ đĩa.
Động cơ AC servo chạy rất trơn tru và rung động không xảy ra ngay cả ở tốc độ thấp. Hệ thống AC servo có chức năng triệt tiêu cộng hưởng, có thể bao quát độ cứng của máy và có chức năng phân tích tần số (FFT) bên trong hệ thống, có thể phát hiện điểm cộng hưởng của máy và hỗ trợ điều chỉnh hệ thống.
Thứ ba, sự khác biệt về đặc tính tần số
Mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng và giảm mạnh ở tốc độ cao hơn, do đó tốc độ hoạt động tối đa thường là 300-600 vòng / phút. Động cơ AC servo là công suất mô-men xoắn không đổi, nghĩa là nó có thể tạo ra mô-men xoắn định mức trong tốc độ định mức của nó (thường là 2000RPM hoặc 3000RPM), và nó là công suất không đổi trên tốc độ định mức.
Thứ tư, khả năng quá tải là khác nhau
Động cơ bước thường không có khả năng quá tải. Động cơ AC servo có khả năng quá tải mạnh. Lấy hệ thống servo KINGSERVO AC làm ví dụ. Nó có quá tải tốc độ và khả năng quá tải mô-men xoắn. Mô-men xoắn cực đại của nó gấp ba lần mô-men xoắn định mức và có thể được sử dụng để vượt qua mô-men quán tính của tải quán tính tại thời điểm bắt đầu. Do động cơ bước không có khả năng quá tải như vậy, để vượt qua mô-men quán tính này trong quá trình lựa chọn, thường phải chọn một động cơ có mô-men xoắn lớn và máy không cần mô-men xoắn lớn như vậy trong quá trình hoạt động bình thường và một mô-men xoắn xuất hiện. Hiện tượng lãng phí.
Năm, hiệu suất hoạt động khác nhau
Điều khiển động cơ bước là điều khiển vòng hở. Nếu tần số bắt đầu quá cao hoặc tải quá lớn, nó có thể bị mất hoặc bị chặn. Nếu tốc độ quá cao trong quá trình dừng, việc vượt mức có thể xảy ra. Do đó, để đảm bảo độ chính xác kiểm soát, cần xử lý tốt. Vấn đề tăng và giảm tốc độ. Hệ thống điều khiển AC servo là điều khiển vòng kín. Các ổ đĩa có thể lấy mẫu trực tiếp tín hiệu phản hồi bộ mã hóa động cơ. Vòng lặp vị trí nội bộ và vòng lặp tốc độ được hình thành. Không có mất hoặc vượt quá động cơ bước, và hiệu suất điều khiển là đáng tin cậy hơn.
Thứ sáu, hiệu suất phản hồi tốc độ là khác nhau
Phải mất 200 đến 400 mili giây để động cơ bước tăng tốc từ trạng thái dừng sang tốc độ vận hành (thường là vài trăm vòng quay mỗi phút). Hệ thống AC servo có hiệu suất tăng tốc tốt hơn. Lấy ví dụ về động cơ servo AC KINGSERVO 400W, chỉ mất vài mili giây để tăng tốc từ trạng thái dừng đến tốc độ định mức 3000RPM, có thể được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển yêu cầu khởi động và dừng nhanh.
Tóm lại, hệ thống servo AC vượt trội hơn động cơ bước ở nhiều khía cạnh hiệu suất. Tuy nhiên, trong một số trường hợp yêu cầu không cao, động cơ bước thường được sử dụng để thực hiện động cơ. Do đó, trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển, cần xem xét toàn diện các yêu cầu điều khiển, chi phí và các yếu tố khác, và chọn động cơ điều khiển thích hợp.
