Як система керування з відкритим контуром, кроковий двигун має істотний зв’язок із сучасною технологією цифрового керування. У вітчизняній цифровій системі управління широко використовується кроковий двигун. З появою повністю цифрових сервосистем змінного струму серводвигуни змінного струму також все частіше використовуються в цифрових системах керування. Щоб адаптуватися до тенденції розвитку цифрового керування, крокові двигуни або повністю цифрові серводвигуни змінного струму переважно використовуються як приводи в системах керування рухом. Незважаючи на те, що вони схожі за методами керування (пакети та спрямовані сигнали), є значні відмінності в продуктивності та застосуванні. Зараз порівнюється ефективність обох.
По-перше, різна точність контролю
Кут кроку двофазного гібридного крокового двигуна зазвичай становить 1,8 градуса і 0.9 градусів, а кут кроку п'ятифазного гібридного крокового двигуна зазвичай становить 0.72 градуса і {{ 8}}.36 градусів. Існують також деякі високопродуктивні крокові двигуни з меншими кутами кроку після поділу. Наприклад, кут кроку двофазного гібридного крокового двигуна виробництва Sanyo (SANYO DENKI) можна встановити на 1,8 градуса, 0.9 градуса, 0.72 градуса, {{18} }.36 градусів, {{20}}.18 градусів, 0.09 градусів, 0,072 градусів і 0,036 градусів за допомогою DIP-перемикача, сумісного з кутом кроку двофазних і п'ятифазних гібридних крокових двигунів.
Точність керування серводвигуном змінного струму гарантується поворотним датчиком на задньому кінці вала двигуна. У випадку повністю цифрового серводвигуна змінного струму Sanyo, для двигуна зі стандартним 2000-дротяним кодером, еквівалент імпульсу становить 360 градусів /8000=0.045 градусів завдяки чотирикратній технології, яка використовується в драйвері . Для двигуна з 17-бітовим кодувальником драйвер робить один оберт за кожні 131072 імпульсів, які отримує двигун, тобто його імпульсний еквівалент становить 360 градусів /131072=0.0027466 градусів, що становить 1/655 від імпульсний еквівалент крокового двигуна з кутом кроку 1,8 градуса.
По-друге, відрізняються низькочастотні характеристики
Крокові двигуни схильні до низькочастотної вібрації на низьких швидкостях. Частота вібрації залежить від навантаження та продуктивності приводу, і зазвичай вважається, що частота вібрації становить половину частоти вібрації двигуна без навантаження. Це явище низькочастотної вібрації, яке визначається принципом роботи крокового двигуна, дуже шкодить нормальній роботі машини. Коли кроковий двигун працює на низькій швидкості, для подолання явища низькочастотної вібрації, як правило, слід використовувати технологію амортизації, наприклад додати демпфер до двигуна або використовувати технологію поділу на драйвері.
Серводвигун змінного струму працює дуже плавно і не вібрує навіть на низьких швидкостях. Сервосистема змінного струму має функцію придушення резонансу, щоб компенсувати недостатню жорсткість машини, а система має функцію частотного аналізу (FFT) всередині системи, яка може виявити точку резонансу машини та полегшити налаштування системи.
По-третє, моментні частотні характеристики відрізняються
Вихідний крутний момент крокового двигуна зменшується зі збільшенням швидкості та різко впаде на вищій швидкості, тому його максимальна робоча швидкість зазвичай становить 300~600 об/хв. Серводвигун змінного струму має постійний крутний момент, тобто в межах своєї номінальної швидкості (зазвичай 2000 або 3000 об/хв) він може видавати номінальний крутний момент, і це постійна вихідна потужність вище номінальної швидкості.
По-четверте, перевантажувальна здатність різна
Крокові двигуни, як правило, не мають здатності до перевантаження. Серводвигун змінного струму має сильну здатність до перевантаження. Візьмемо як приклад сервосистему Sanyo AC, вона має можливості перевантаження швидкості та моменту. Він має максимальний крутний момент, що в два-три рази перевищує номінальний, і може бути використаний для подолання моменту інерції інерційного вантажу в момент пуску. Оскільки кроковий двигун не має такої здатності до перевантаження, щоб подолати цей момент інерції під час вибору, часто необхідно вибрати двигун із більшим моментом, а машині не потрібен такий великий момент під час нормальної роботи, тому виникає явище втрати крутного моменту.
По-п'яте, продуктивність операції відрізняється
Управління кроковим двигуном здійснюється за відкритим контуром, початкова частота занадто висока або навантаження занадто велике, легко втратити крок або зупинити явище, а швидкість занадто висока під час зупинки, і це легко перевищувати, тому для забезпечення точності його керування слід вирішити проблему зростання та зменшення швидкості. Система сервоприводу змінного струму є замкнутою системою керування, водій може безпосередньо відбирати сигнал зворотного зв’язку датчика двигуна, формується внутрішнє кільце позиції та цикл швидкості, і, як правило, не буде втрати кроку або перерегулювання крокового двигуна. , а продуктивність керування більш надійна.
По-шосте, швидкість реагування відрізняється
Кроковому двигуну потрібно 200-400 мілісекунд, щоб розігнатися від зупинки до робочої швидкості (зазвичай кілька сотень обертів на хвилину). Ефективність прискорення сервосистеми змінного струму хороша, беручи за приклад серводвигун змінного струму SANYO потужністю 400 Вт, потрібно лише кілька мілісекунд, щоб розігнатися з місця до номінальної швидкості 3000 об./хв. почати і зупинити.
Підсумовуючи, сервосистема змінного струму перевершує крокові двигуни в багатьох аспектах продуктивності. Однак у деяких невимогливих випадках крокові двигуни часто використовуються як приводні двигуни. Тому в процесі проектування системи керування необхідно всебічно розглянути вимоги до керування, вартість та інші фактори та вибрати відповідний двигун керування.