Διαφορά μεταξύ σερβοκινητήρα και βηματικού κινητήρα

Εισαγωγή βηματικού κινητήρα

Βίντεο βηματικού κινητήρα

Σύνοψη του βηματικού κινητήρα

Το βήμα του κινητήρα ονομάζεται επίσης κινητήρας παλμών, με βάση την πιο βασική αρχή του ηλεκτρομαγνήτη, είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνήτη που μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα και η αρχή της δράσης του είναι να βασίζεται στην αλλαγή της διαπερατότητας του αέρα για να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητική ροπή. Το αρχικό του μοντέλο προέρχεται από το 1830 και το 1860. Περίπου το 1870, οι προσπάθειες ελέγχου ξεκίνησαν και εφαρμόστηκαν στον μηχανισμό παράδοσης ηλεκτροδίων των λαμπτήρων τόξου υδρογόνου. Αυτό θεωρείται ο αρχικός βηματικός κινητήρας.

Ένας βηματικός κινητήρας είναι ένας τύπος κινητήρα που κινείται σε μικρά, ακριβή βήματα, αντί να περιστρέφεται συνεχώς σαν παραδοσιακός κινητήρας DC. Είναι ένας τύπος κινητήρα χωρίς ψήκτρες που χωρίζει μια πλήρη περιστροφή σε μια σειρά ίσων βημάτων, συνήθως 200 βήματα ανά επανάσταση.

Οι κινητήρες βηματοδότησης χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές που απαιτούν ακριβή έλεγχο της κίνησης, όπως στη ρομποτική, στους 3D εκτυπωτές, στις μηχανές CNC και σε άλλα βιομηχανικά μηχανήματα. Μπορούν να περιστρέφονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και να παρέχουν ακριβή έλεγχο θέσης χωρίς την ανάγκη για αισθητήρες ανάδρασης.

Ταξινόμηση του βηματικού κινητήρα

Οι Stepper Motors μπορούν γενικά να χωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες:

1. Ανεργός βηματικός κινητήρας. Ο στάτορας του αντιδραστικού βηματικού κινητήρα είναι κατασκευασμένος από φύλλα χάλυβα πυριτίου και οι αντίθετοι δύο μαγνητικοί πόλοι τραυματίζονται με την ίδια περιέλιξη με διαφορετικές κατευθύνσεις περιέλιξης. Όταν ενεργοποιείται, σχηματίζονται ένα ζευγάρι πόλων Ν και S και δεν υπάρχει περιέλιξη στον ρότορα του κινητήρα. Ο ρότορας του κινητήρα είναι κατασκευασμένος από μαλακό μαγνητικό υλικό. Υπάρχουν πολλά μικρά δόντια με το ίδιο μέγεθος και την ίδια απόσταση στην εξωτερική επιφάνεια του στροφέα του ρότορα και την εσωτερική επιφάνεια του πόλου του στάτορα. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι η κινητήρια δύναμη για να κινηθεί ο αντιδραστικός βηματικός κινητήρας. Κάτω από τη δράση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, ο ρότορας θα μετακινηθεί στη θέση της μέγιστης μαγνητικής διαπερατότητας (ή της ελάχιστης μαγνητικής αντίστασης) και θα είναι σε ισορροπημένη κατάσταση.

2. Μόνιμος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη. Το υλικό του ρότορα του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι μόνιμος μαγνητισμός, ο αριθμός των πόλων του ρότορα και του στάτορα είναι ο ίδιος, η ροπή εξόδου του κινητήρα είναι μεγάλη και η γωνία βήματος είναι σχετικά μεγάλη, αλλά η απόδοση της εργασίας είναι καλή.

3. Hybrid Stepper Motor. Η δομή του υβριδικού στάτορα του κινητήρα είναι η ίδια με αυτή του αντιδραστικού βηματικού κινητήρα. Ο ρότορας χωρίζεται σε δύο τμήματα στην αξονική κατεύθυνση. Ο ίδιος αριθμός και το μέγεθος των μικρών δοντιών κατανέμονται ομοιόμορφα στην περιφερειακή κατεύθυνση του πυρήνα του σιδήρου των δύο τμημάτων, αλλά είναι άστοχες από το ήμισυ του βήματος των δοντιών. Ένας μόνιμος μαγνήτης είναι ενσωματωμένος στη μέση των δύο σιδερένιων πυρήνων, έτσι ώστε ο πυρήνας σιδήρου στο ένα άκρο του ρότορα να είναι N πόλο και ο πυρήνας σιδήρου στο άλλο άκρο είναι ο πόλος S, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.1. Οι πολικότητες N και S του ρότορα παραμένουν αμετάβλητες και η διαδοχική μεταβολή των πολικότητας N και S των μαγνητικών πόλων του στάτορα πραγματοποιείται με τον έλεγχο του ρεύματος περιέλιξης του στάτη και δημιουργείται μια αντίστοιχη δύναμη στους πόλους N και S του ρότορα για να σπρώξει τον ρότορα για να περιστρέφεται όπως απαιτείται. Επειδή το μόνιμο μαγνητικό πεδίο του ρότορα του υβριδικού βηματικού κινητήρα παράγει επίσης μέρος της ροπής, είναι μεγαλύτερη από τη ροπή που παράγεται από το μαγνητικό πεδίο του στάτορα του αντιδραστικού βηματικού κινητήρα.

Εισαγωγή σερβοκινητήρα

Βίντεο του σερβοκινητήρα

Σύνοψη του σερβοκινητήρα

Η λέξη 'σερβο ' προέρχεται από την ελληνική λέξη 'Slave '. 'Servo Motor ' μπορεί να γίνει κατανοητός ως κινητήρας που υπακούει απολύτως την εντολή του σήματος ελέγχου: Πριν αποσταλεί το σήμα ελέγχου, ο ρότορας παραμένει ακόμα. Όταν αποστέλλεται το σήμα ελέγχου, ο ρότορας περιστρέφεται αμέσως. Όταν το σήμα ελέγχου εξαφανιστεί, ο ρότορας μπορεί να σταματήσει αμέσως.

Ο σερβοκινητήρας είναι ένας μικρο -κινητήρας που χρησιμοποιείται ως ενεργοποιητής σε μια συσκευή αυτόματου ελέγχου. Η λειτουργία του είναι να μετατρέψει ένα ηλεκτρικό σήμα σε γωνιακή μετατόπιση ή γωνιακή ταχύτητα ενός περιστρεφόμενου άξονα. Οι Servo Motors, επίσης γνωστοί ως εκτελεστικοί κινητήρες, χρησιμοποιούνται ως ενεργοποιητές σε συστήματα αυτόματου ελέγχου για να μετατρέψουν τα λαμβανόμενα ηλεκτρικά σήματα σε γωνιακή μετατόπιση ή έξοδο γωνιακής ταχύτητας στον άξονα του κινητήρα.

Ταξινόμηση σερβοκινητήρα

Οι κινητήρες DC σερβοσών χωρίζονται σε κινητήρες βουρτσισμένου και χωρίς ψήκτρες.

Οι βουρτσισμένοι κινητήρες έχουν χαμηλό κόστος, απλό στη δομή, μεγάλες σε ροπή εκκίνησης, ευρεία ρύθμιση ταχύτητας, εύκολο στον έλεγχο, χρειάζονται συντήρηση, αλλά εύκολο στη συντήρηση (αντικατάσταση βούρτσας άνθρακα), παράγουν ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, έχουν απαιτήσεις για το περιβάλλον χρήσης και χρησιμοποιούνται συνήθως για τις κοινές βιομηχανικές και πολιτικές περιστάσεις που είναι ευαίσθητες στο κόστος.

Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι μικροί σε μέγεθος και φως σε βάρος, υψηλή απόδοση και γρήγορη απόκριση, υψηλή ταχύτητα και μικρή σε αδράνεια, σταθερή σε ροπή και ομαλή σε περιστροφή, σύνθετο σε έλεγχο, ευφυή, ευέλικτη σε ηλεκτρονική μετακίνηση.

Οι κινητήρες Servo AC είναι επίσης κινητήρες χωρίς ψήκτρες, οι οποίοι χωρίζονται σε σύγχρονους και ασύγχρονους κινητήρες. Επί του παρόντος, οι σύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται γενικά σε έλεγχο κίνησης. Το εύρος ισχύος είναι μεγάλη, η ισχύς μπορεί να είναι μεγάλη, η αδράνεια είναι μεγάλη, η μέγιστη ταχύτητα είναι χαμηλή και η ταχύτητα αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος. Η ομοιόμορφη ταχύτητα, κατάλληλη για περιπτώσεις χαμηλής ταχύτητας και ομαλής λειτουργίας.

Ο ρότορας μέσα στον σερβοκινητήρα είναι ένας μόνιμος μαγνήτης. Ο οδηγός ελέγχει την ηλεκτρική ενέργεια τριών φάσεων U/V/W για να σχηματίσει ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Ο ρότορας περιστρέφεται κάτω από τη δράση αυτού του μαγνητικού πεδίου. Ταυτόχρονα, ο κωδικοποιητής που έρχεται με τον κινητήρα μεταδίδει το σήμα ανάδρασης στον οδηγό. Οι τιμές συγκρίνονται για να ρυθμίσετε τη γωνία περιστροφής του ρότορα. Η ακρίβεια του σερβοκινητήρα εξαρτάται από την ακρίβεια του κωδικοποιητή (αριθμός γραμμών).

Οι Servo Motors χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Servo Servo και DC.

Η βασική δομή ενός σερβοκινητήρα AC είναι παρόμοια με εκείνη ενός κινητήρα επαγωγής AC (ασύγχρονος κινητήρας). Υπάρχουν δύο περιελίξεις διέγερσης WF και περιελίξεις ελέγχου WCOWF με μετατόπιση χώρου φάσης 90 ° ηλεκτρικής γωνίας στον στάτορα, συνδεδεμένη με σταθερή τάση AC και χρησιμοποιώντας την τάση AC ή την αλλαγή φάσης που εφαρμόζεται στον WC για να επιτευχθεί ο έλεγχος της λειτουργίας του κινητήρα.

Ο κινητήρας AC Servo έχει τα χαρακτηριστικά της σταθερής λειτουργίας, της καλής ικανότητας ελέγχου, της γρήγορης απόκρισης, της υψηλής ευαισθησίας και των αυστηρών δεικτών μη γραμμικότητας των μηχανικών χαρακτηριστικών και των χαρακτηριστικών προσαρμογής (που απαιτείται να είναι μικρότερα από 10% έως 15% και λιγότερο από 15% έως 25% αντίστοιχα).