В чем разница между серводвигателем и шаговым двигателем?

Шаговые двигатели и серводвигатель Оба являются обычными прецизионными приводами управления движением, широко используемыми в промышленной автоматизации, робототехнике и станках с ЧПУ. Хотя оба могут обеспечить точное управление положением и скоростью, их принципы работы, рабочие характеристики и области применения существенно различаются.

Принципы работы

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель работает по разомкнутой системе управления. Его ротор состоит из постоянных магнитов, а обмотки статора выполнены в несколько фаз. Систематически подавая и отключая питание этих обмоток, двигатель вращается с фиксированными дискретными приращениями, известными как «углы шага». Каждый электрический импульс заставляет двигатель двигаться на один шаг. Следовательно, чтобы заставить двигатель вращаться на определенный угол, вам нужно всего лишь послать на его контроллер соответствующее количество импульсов.

Серводвигатель

А серводвигатель , с другой стороны, использует систему управления с обратной связью. Он состоит из трех основных частей: двигателя, энкодера и привода. Энкодер обеспечивает обратную связь в реальном времени о положении и скорости двигателя. Затем привод сравнивает эту обратную связь с заданным целевым значением и регулирует ток и напряжение двигателя, чтобы обеспечить точное достижение желаемого положения и скорости. Такое управление по замкнутому контуру позволяет серводвигатель постоянно исправлять любые ошибки позиционирования, что приводит к повышению точности и динамических характеристик.

Характеристики производительности

Шаговый двигатель

• Точность : А stepper motor's precision depends on its step angle, typically ranging from 0.9° to 1.8°. Micro-stepping technology can further improve resolution, but this may reduce accuracy and torque.

• Крутящий момент : Шаговые двигатели имеют высокий крутящий момент на низких скоростях, но их крутящий момент быстро снижается с увеличением скорости. Они обеспечивают сильный удерживающий момент в состоянии покоя, устраняя необходимость во внешнем тормозе.

• Скорость : Максимальная скорость шагового двигателя обычно низкая, обычно от нескольких сотен до тысячи оборотов в минуту (об/мин).

• Возможность перегрузки : Шаговые двигатели не имеют защиты от перегрузки. Если нагрузка слишком велика, они могут «терять шаги», не успевая следовать управляющим импульсам. Это приводит к ошибкам позиционирования, которые система не может автоматически исправить.

Серводвигатель

• Точность : А серводвигатель имеет очень высокую точность, которая в первую очередь определяется разрешением энкодера. Он может достигать субмикронной точности позиционирования и поддерживать эту точность даже на высоких скоростях.

• Крутящий момент : А серводвигатель обеспечивает стабильно высокий крутящий момент во всем диапазоне скоростей. Падение крутящего момента на высоких скоростях намного меньше, чем у шагового двигателя. Он также обладает высокой перегрузочной способностью и может выдерживать кратковременные перегрузки, в несколько раз превышающие номинальный крутящий момент.

• Скорость : Максимальная скорость серводвигатель значительно выше, чем у шагового двигателя, достигая нескольких тысяч и даже десятков тысяч об/мин.

• Возможность перегрузки : А серводвигатель Система имеет сильную перегрузочную способность и динамическую реакцию. Когда нагрузка внезапно меняется, он может быстро отрегулироваться, чтобы поддерживать заданное положение и скорость, предотвращая потерю шагов.

Аpplications

Шаговый двигатель

Благодаря своей простой конструкции, более низкой стоимости, высокому крутящему моменту и удерживающей силе на низких скоростях шаговые двигатели часто используются в приложениях, где скорость не является критической, нагрузка относительно постоянна и не требуется обратная связь в реальном времени. Примеры включают в себя:

• 3D-принтеры

• Лазерные граверы

• Малые станки с ЧПУ

• Торговые автоматы

• Текстильное оборудование

Серводвигатель

Благодаря высокой точности, скорости, крутящему моменту и сильному динамическому отклику, серводвигатель широко используется в приложениях с чрезвычайно высокими требованиями к производительности. Примеры включают в себя:

• Промышленные роботы-манипуляторы

• Высокоточные станки с ЧПУ

• Аutomated production lines

• Полиграфическое и упаковочное оборудование

• Медицинские приборы

Резюме