¿Cuáles son las similitudes y diferencias en el rendimiento entre los servomotores y los motores paso a paso?
Comparación de rendimiento entre servomotores y motores paso a paso:
Como sistema de control de bucle abierto, los motores paso a paso están esencialmente relacionados con la tecnología de control digital moderna. En los sistemas de control digital domésticos actuales, los motores paso a paso se utilizan ampliamente. Con la aparición de servosistemas de CA totalmente digitales, los servomotores de CA se utilizan cada vez más en sistemas de control digital. Para adaptarse a la tendencia de desarrollo del control digital, la mayoría de los sistemas de control de movimiento utilizan motores paso a paso o servomotores de CA totalmente digitales como motores de ejecución. Aunque los dos son similares en los métodos de control (tren de impulsos y señal de dirección), existen grandes diferencias en el rendimiento y los escenarios de aplicación. Ahora comparemos el rendimiento de los dos.
1. Precisión de control diferente
El ángulo de paso del motor paso a paso híbrido de dos fases es generalmente de 1,8 °, 0,9 °, y el ángulo de paso del motor paso a paso híbrido de cinco fases es generalmente 0,72°, 0,36°. También hay algunos motores paso a paso de alto rendimiento que tienen ángulos de paso más pequeños mediante subdivisión. Por ejemplo, el ángulo de paso del motor paso a paso híbrido de dos fases producido por SANYODENKI se puede configurar en 1,8°, 0,9°, 0,72°, 0,36°, 0,18°, 0,09°, 0,072°, 0,036° a través del interruptor DIP. con el ángulo de paso de los motores paso a paso híbridos de dos y cinco fases.
La precisión del control del servomotor de CA está garantizada por el codificador giratorio en el extremo posterior del eje del motor. Tomando como ejemplo el servomotor de CA totalmente digital Sanyo, para un motor con un codificador estándar de 2000 líneas, debido a la tecnología de frecuencia cuádruple utilizada dentro del controlador, su pulso equivalente es 360°/8000=0,045°. Para un motor con codificador de 17 bits, cada vez que el controlador recibe 131072 pulsos, el motor hace una revolución, es decir, su pulso equivalente es 360°/131072=0.0027466°, que es el pulso equivalente de un motor paso a paso con un Ángulo de paso de 1,8°.
2. Diferentes características de baja frecuencia
Los motores paso a paso son propensos a vibraciones de baja frecuencia a bajas velocidades. La frecuencia de vibración está relacionada con la condición de carga y el rendimiento del conductor. Generalmente se cree que la frecuencia de vibración es la mitad de la frecuencia de arranque sin carga del motor. Este fenómeno de vibración de baja frecuencia 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, generalmente se debe utilizar tecnología de amortiguación para superar el fenómeno de vibración de baja frecuencia, como agregar un amortiguador al motor o usar tecnología de subdivisión en el controlador.
El servomotor de CA funciona muy suavemente y no vibra incluso a bajas velocidades. El servosistema de CA tiene una función de supresión máxima de vibración, que puede cubrir la falta de rigidez mecánica. El sistema también tiene una función de análisis de frecuencia (FFT) dentro del sistema, que puede detectar el punto máximo de vibración de la máquina para facilitar el ajuste del sistema.
3. Diferentes características de par-frecuencia
El par de salida del motor paso a paso disminuye a medida que aumenta la velocidad y caerá bruscamente a velocidades más altas, por lo que su velocidad máxima de funcionamiento es generalmente 300. ~600RPM. El servomotor de CA tiene una salida de par constante, es decir, puede generar un par nominal dentro de su velocidad nominal (generalmente 2000 RPM o 3000 RPM) y tiene una salida de potencia constante por encima de la velocidad nominal.
4. Diferentes capacidades de sobrecarga
Los motores paso a paso generalmente no tienen capacidades de sobrecarga. El servomotor de CA tiene una gran capacidad de sobrecarga. Tomando como ejemplo el servosistema Sanyo AC, tiene capacidades de sobrecarga de velocidad y sobrecarga de par. Su par máximo es de dos a tres veces el par nominal, que puede utilizarse para superar el momento de inercia de la carga de inercia en el momento del arranque. Debido a que los motores paso a paso no tienen este tipo de capacidad de sobrecarga, para superar este momento de inercia al seleccionar, a menudo es necesario seleccionar un motor con un par mayor. Sin embargo, la máquina no necesita un par tan grande durante el funcionamiento normal. entonces aparece el fenómeno del desperdicio de torque.
5. Rendimiento operativo diferente
El control del motor paso a paso es un control de bucle abierto. Si la frecuencia de arranque es demasiado alta o la carga es demasiado grande, es fácil perder. pasos o pérdida si es demasiado alto, es posible que se produzca un exceso. Por lo tanto, para garantizar la precisión del control, los problemas de aceleración y reducción de velocidad deben abordarse adecuadamente. El sistema de servoaccionamiento de CA es un control de bucle cerrado. El controlador puede muestrear directamente la señal de retroalimentación del codificador del motor e internamente constituye un bucle de posición y un bucle de velocidad. Generalmente, no habrá pérdida de pasos ni sobrepaso del motor paso a paso. y el rendimiento del control es más confiable.
6. Rendimiento de respuesta de velocidad diferente
Un motor paso a paso tarda entre 200 y 400 milisegundos en acelerar desde parado hasta la velocidad de trabajo (generalmente varios cientos de revoluciones por minuto). El servosistema AC tiene un buen rendimiento de aceleración y puede usarse en situaciones de control que requieren arranque y parada rápidos.
En resumen, los servosistemas de CA son superiores a los motores paso a paso en muchos aspectos de rendimiento. Sin embargo, en algunas situaciones con requisitos bajos, los motores paso a paso se suelen utilizar como motores ejecutivos. Por lo tanto, en el proceso de diseño del sistema de control, se deben considerar exhaustivamente varios factores, como los requisitos de control y el costo, para seleccionar un motor de control apropiado.