Отличие шагового двигателя от сервопривода

Автор

Теги:

Шаговый двигатель – это бесколлекторный электродвигатель, ротор которого вращается дискретно (шагами) за счет последовательной активации обмоток импульсами сигналов управления.

Сервопривод – это двигатель с функцией обратной связи, оснащенный управляющим блоком и датчиком позиционирования.

Сервопривод и шаговый двигатель (ШД) – это два популярных вида двигателя, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки, своих поклонников и противников, свои целевые ниши.

Прежде, чем приступить к сравнению технических характеристик обоих двигателей, стоит сделать отступление о ценах, бюджете и производительности. Для неспешной работы малого предприятия, работающего с небольшими объемами продукции, оборудования с шаговыми двигателями будет вполне достаточно. Несмотря на весьма ограниченную скорость и производительность, он отличается высокой надежностью и точностью позиционирования, поэтому переплачивать за дорогостоящий сервопривод в этой ситуации нет никакого резона. Если же целью стоит вывести производство на максимальные объемы и темпы, с сохранением высокого качества продукции, то переоснащение станков на серводвигатели будет вполне оправданным.

Сравнение ключевых параметров

Сервопривод

Шаговый двигатель

Динамическая точность

Точность перемещений +/- 0.002 мкм (не ниже) на низких и высоких скоростях. Для получения таких параметров точности необходимо использовать приводы контурного управления, которые точно проходят заданную траекторию, тогда как позиционные дают погрешность (до 0.3-1 мм).

Характеризуются высокоточным позиционированием (не менее +/- 0.01 мм) на невысоких скоростях.

Скорость перемещения

Более 60 метров в минуту.

Максимально достижимая скорость без потери качества составляет 25 метров в минуту. Дальнейшее увеличение приводит к потере крутящего момента, что понижает точность.

Скорость разгона

За 0,1 секунды до 500 оборотов в минуту.

За секунду до 120 оборотов в минуту.

Принудительная остановка

При неправильной реакции драйвера двигателя, столкновение подвижных элементов привода с препятствием может привести к сгоранию двигателя. Это связано с тем, что по обратной связи подается команда на доведение этапа до конца, и на двигатель поступает максимальный ток, что и приводит к перегреву.

Никак не влияет на техническое состояние двигателя.

Уровень шума при работе

Минимальный шум, резонанс и вибрация отсутствуют

Высокий, с возможностью возникновения резонанса

Ремонтопригодность

Очень часто стоимость починки превышает стоимость самого привода, поэтому ремонту подвергают исключительно особо дорогие двигатели.

Единственное, что может произойти с двигателем - это повреждение обмотки статора. В этом случае проще и дешевле купить новый.

Надежность и обслуживание

Бесколлекторные приводы по степени надежности почти не уступают ШД, но стоят дорого. Более дешевые, щеточные модели, требуют замены щеток каждые 5000 часов суммарной работы.

Очень высокий уровень надежности объясняется отсутствием деталей, подлежащих износу. Единственное, что может случиться – это повреждение подшипников, что происходит крайне редко.

Эффект потери шагов

Наличие механизма обратной связи делает невозможной потерю шагов. Положение ротора в непрерывном режиме отслеживает энкодер (датчик положения) и, в случае каких-либо несоответствий, отправляет программы коррекции управляющей электронике. После анализа данных сигналы управления поступают обратно на двигатель.

При выходе за допустимые скоростные параметры, потеря шагов присуща всем двигателям этого типа. Применение электронных технологий управления полностью устраняет этот недостаток, однако, практически уравнивает двигатель в стоимости с сервомоторами.

Подводя черту, можно заключить, что:

Сервопривод – это далеко не бюджетный двигатель с большим числом положительных рабочих характеристик, требующий бережного обращения и грамотного обслуживания.

Шаговый двигатель - не сможет обеспечить высокую мощность и скорость, однако гарантирует надежность, стабильность, качество и стоит почти в два раза меньше.