Свежий взгляд на шаговые моторы и сервоприводы
Шаговые моторы — отлично знаменитый способ преобразовать электроэнергию в четкие -механические перевода. Любой импульс, высылаемый на драйвер двигателя, подвигает вихрь в четком соответствии с данными на драйвере опциями. К примеру, 100 отправленных импульсов на полношаговый привод с мотором с шагом 1.8° будут переделаны в поворот точно на 180°.
Одной из крепких сторон шаговых двигателей является то, что они готовы работать без обратной связи, без корректировки расположения при помощи энкодеров либо других датчиков, т.к. вал по самой архитектуре шагового двигателя делает перевода строго в соответствии с отданными импульсами.
Но, это отлично действует только в случае, если шаговые моторы никогда в жизни не перегружаются и не впадают в отклик. В действительности же в весьма необычных вариантах когда отсутствуют эти 2 условия.
Для того, чтобы не сомневаться, что шаговый двигатель не будет впускать шаги, абсолютное большинство создателей поступают просто — подставляют большой резерв при избрании производительности двигателя.
Это значит, что на станок будет установлена существенно не менее трудная и дорогая модель, чем это на самом деле требуется. Отклик же довольно часто выражается на таких же наиболее, рабочих частотах вращения, являющиеся главными в точном дополнении, и потому избежать его становится еще трудней.
Как одно из средств избежать результатов временных высоких нагрузок шагового двигателя и пробела шагов — это установить энкодер на мотор двигателя, точно так же как устанавливается такой же приемник на вал вентильного серводвигателя.
Энкодер представляет информацию о расположении ротора контроллеру, который приравнивает ее с данной координатой, и применяет приобретенное рассогласование для проведения шагов так что, чтобы скомпенсировать разницу. Пока, этот способ не помогает ликвидировать результаты отклика.
Но, вероятность такая все-таки есть, и заключается она в композиции корректировки по расположению(т.е. компенсации числа импульсов STEP) и одновременного управления ориентацией поля статора шагового двигателя, по принципу подобному векториальному управлению трехфазными электромоторами.
Так как энкодер дает сведения о расположении вала, есть вероятность направлять магнитное поле статора шагового двигателя так что, чтобы получить предельно действенное потокозацепление.
При этом такая модель не будет требовать преображений Кларка, какие как правило применяются для проекции трехфазной системы токов в двухфазную, т.к. шаговые полярные двигатели первоначально имеют лишь 2 обмотки.
При подобном методе управления поток меняется в обмотках синусоидально — независимо от того, применяется общий шаг либо микрошаг.
Вторым плюсом управления ориентацией поля является то, что такой шаговый привод будет хладнокровен к сильным переменам перегрузки — векториальное управление дает возможность упорядочить момент привода «на лету» — функция, как правило дешевая лишь при применении сервоприводов вида PMSM.
Читатели, вероятно, в курсе, что довольно длительное время есть шаговые сервоприводы, использующие обратную зависимость по позиции. Такие приводы просто полагают число шагов и прибавляют(либо вычитают) шаги для компенсации ошибки, и не готовы изменять угол поворота вала внутри одного шага, «на лету». Рекомендуем заглянуть на сайт https://al-teh.ru/category/servodvigateli-schneider-electric/ если нужно будет больше информации по данной теме.
В полярность, синусоидальная коммутация в сочетании с регулированием ориентацией поля на самом деле может возмещать ошибки позиционирования вала внутри одного шага, появляющиеся из-за несовершенной геометрии компонентов шаговых двигателей либо перегрузки.
Векториальное управление магнитным полем обеспечивает, что поле статора всегда параллельно полю ротора, и насыщенность поля в точности отвечает нужному моменту. Это повышает, результативность и динамику, и понижает флуктуации тяги.
Такой тип управления дает возможность шаговым силовым агрегатам соперничать с вентильными сервоприводами на скоростях до 2000 об/мин.
На не менее больших серводвигатели все-таки будут эффективней. Наилучшим спектром является скорость вращения до 1000 об/мин — в нем шаговые моторы развивают больший вращающий момент, чем вентильные серводвигатели такого же объема.
Дополнения, в которых шаговые сервоприводы c синусоидальными токами обмоток могут сменить серводвигатели, содержат в себе:
намоточное оборудование,
транспортные ленты конвейеров,
управление заслонками насосов.
Нужно отметить, что сервоприводы с векториальным регулированием употребляют точно столько тока, сколько требуется — меньше подогрев, выше КПД привода.
Все этим преимущества уже ни для кого не являются секретом, если пересмотреть привод механизма с ременной передачей, которые как правило работают от синхронного электрического двигателя. Отличным решением будет сменить асинхронный двигатель на оптимальный по производительности шаговый привод — в большинстве случаев, такой будет приблизительно в три раза меньше по размерам и весу.