Motors stepper a servo motors

Gellir defnyddio stepwyr a servos gydag actuators Bimba OLE. Dyma'r dechnoleg modur orau ar gyfer rheoli safle. Mae'r dewis o ba un i'w ddefnyddio yn dibynnu ar gyflymder, trorym, pris ac amser dosbarthu yn aml. Mae'r drafodaeth ganlynol yn esbonio'r gwahaniaethau rhwng y ddwy dechnoleg.

Dyluniad Motor Stepper

Gelwir moduron stepiwr yn "moduron digidol" oherwydd eu bod yn symud fesul cam, fel y dwylo ar gloc. Pan fydd y coil cyntaf yn cael ei egni, mae'r dannedd rotor yn alinio â'r dannedd yn y safle dirwyn a dal stator cyntaf. Pan fydd yr ail weindio yn cael ei egni, mae'r dannedd yn y rotor yn symud ychydig ac yn alinio â'r ail safle dirwyn a dal stator. Mae cyfanswm y symudiad yn yr enghraifft hon yn un cam cyflawn.

Yn nodweddiadol mae 200 cam fesul chwyldro ar 1.8 gradd y cam. Mae datblygu rheolwyr modur stepper electronig wedi gwneud moduron stepiwr yn bosibl. Mae angen i ddyfeisiau electronig bweru'r dirwyniadau ar yr amser iawn gyda'r foltedd a'r cerrynt cywir, yn y cyfnod cywir, ac yn y drefn gywir. Mae rheolwyr wedi datblygu i allu symud moduron stepiwr hyd at 20,000 o gamau fesul chwyldro, gan ddarparu mudiant 100 gwaith manylach (0.018 gradd y cam).

Cydrannau System Modur Stepper

Er mwyn deall perfformiad moduron stepiwr, mae'n ddefnyddiol deall cydrannau system sy'n seiliedig ar modur stepper.

Modur ac Actuator:Ystyriwch y modur a'r actuator gyda'i gilydd fel yr hyn sy'n cyfateb i fraich. Ni fydd yn symud heb bŵer.

• Allbwn: Byrdwn a chyflymder y llwyth symudol.
• Mewnbwn: Pŵer gan y gyrrwr stepiwr.

Actuator:Gelwir y ddyfais sy'n darparu'r cyhyr i symud y fraich yn actiwadydd.

• Allbwn: Mae'r dirwyniadau modur yn cael eu cyflenwi â phŵer yn y swm cywir ac yn y dilyniant cywir i symud y "braich" actuator i'r cyfeiriad a ddymunir. Mae angen ffynhonnell pŵer ar actiwadyddion, fel cyflenwad pŵer DC. Mae allbwn foltedd y cyflenwad pŵer DC yn cael ei drosglwyddo'n uniongyrchol i'r dirwyniadau modur trwy'r actuator. Mae'r cerrynt a'r foltedd ar draws dirwyniadau'r modur yn gymesur ag allbwn trorym y modur ac felly'n gymesur ag allbwn byrdwn yr actuator. Yn gyffredinol, po uchaf yw'r foltedd a'r cerrynt, yr uchaf yw'r byrdwn. Uchod pwynt penodol, bydd cynnydd mewn cerrynt yn cynyddu'r tymheredd dirwyn modur yn unig, nid allbwn y torque.
• MEWNBWN: Yn derbyn corbys stepiwr a gorchmynion cyfeiriad gan y rheolydd. Mae pob pwls camu electronig yn newid y ffordd y mae'r dirwyniadau modur yn cael eu hegnioli, sydd yn ei dro yn achosi i'r modur droi un cam, sy'n symud yr actuator.

Rheolydd:meddyliwch am y rheolydd fel yr ymennydd sy'n cyfeirio'r cyhyrau.

• Allbynnau: Darperir corbys cam a chyfeiriad i'r gyriant. Darperir allbynnau amrywiol hefyd i'r PLC, gan gynnwys cyfathrebu dros fysiau (RS232, RS485, Ethernet IP, Profibus, ac ati), signalau yn eu lle, larymau, ac allbynnau namau.
• Mewnbynnau: Rheolaeth ddeallus a systematig o fewnbynnau o ffynonellau amrywiol.

Switsys magnetig

Synwyryddion mewn mannau eraill yn y peiriant
Allbynnau rheolydd rhaglenadwy
Cyfathrebiadau bws gan CDPau
Signalau amgodiwr o foduron

Amgodiwr:Yr amgodiwr yw "llygad" y system. Mae'n dweud wrth y rheolydd a yw ei orchmynion wedi'u gweithredu. Mae'r rheolydd yn cymharu'r curiadau stepiwr y mae'n eu hanfon i'r gyriant â'r corbys y mae'n eu derbyn gan yr amgodiwr. Os yw'r corbys y mae'n eu hanfon yn hafal i'r corbys y mae'n eu derbyn, mae'r rheolydd yn gwybod bod ei orchymyn wedi'i weithredu. Os nad ydynt yn gyfartal, mae'r rheolydd yn addasu'r modur nes ei fod yn derbyn y nifer cywir o gorbys amgodiwr.

Er hwylustod, mae diagram bloc y system yn gwahanu'r holl gydrannau swyddogaethol yn gyfleus. Mae'n gyffredin i weithgynhyrchwyr gyfuno swyddogaethau. Er enghraifft, yn aml mae gan reolwyr gyriannau adeiledig ac mae gan rai gyflenwadau pŵer adeiledig. Mae gan rai moduron amgodyddion adeiledig, ac mae gan rai gyriannau a rheolyddion adeiledig. Mae gan rai CDPau reolwyr adeiledig.

Perfformiad modur stepper
Mae gan moduron stepiwr fantais gynhenid:

• Motors stepper yw'r dechnoleg modur rheoli sefyllfa leiaf drud.
• Gellir defnyddio moduron stepiwr mewn dolen agored heb fod angen amgodiwr.
• Mae moduron stepiwr yn darparu trorym uchel iawn ar gyflymder isel.
• Mae meintiau ffrâm NEMA ar gael gyda diamedrau mowntio a siafft safonol.

Mae gan moduron stepiwr anfanteision cynhenid:

• Er bod moduron stepiwr yn darparu trorym uchel ar gyflymder isel, mae'r allbwn torque yn gostwng yn gyflym gyda chyflymder cynyddol.
• Gall moduron stepper ddod yn dessyncronized; hynny yw, allan o gydamseriad â'r corbys stepper sy'n dod o'r rheolydd. Mewn geiriau eraill, mae'r corbys stepiwr o'r rheolwr yn cael eu trosi'n ynni trydanol ar gyfer dirwyn y modur, ond nid yw'r modur yn cylchdroi. Mae hyn yn digwydd pan fydd y trorym sydd ei angen i symud llwyth yn fwy na chynhwysedd torque y modur ar y cyflymder a ddymunir. Er mwyn osgoi'r broblem hon:
• Cynyddu maint y modur. Maint y modur i ddarparu dwbl y trorym mwyaf gofynnol.
• Lleihau'r cyflymder i'r pwynt lle mae'r torque modur yn ddigonol.
• Cynyddwch y foltedd i'r dirwyniadau modur (cyflenwad pŵer mawr).
• Cynyddwch y cerrynt i'r dirwyniadau modur (cyflenwad pŵer mawr).
• Defnyddiwch amgodiwr i fonitro lleoliad a chywiro camau a gollwyd.
• Anodd ei gydamseru oherwydd bod cywiro gwall yn cael ei wneud ar ddiwedd y strôc, nid yn barhaus mewn amser real.
   

Dylunio Modur Servo
Yn ôl diffiniad, servo yw unrhyw ddyfais ag adborth. Mae gan servomotors coiliau ar y stator sy'n cael eu bywiogi gan yrrwr servo neu fwyhadur mewn dilyniant sy'n achosi i'r rotor magnetig gylchdroi (sbin). Er mwyn i'r rheolwr benderfynu pa weindio i'w fywiogi nesaf, rhaid iddo wybod sefyllfa bresennol y rotor. Cyflawnir y synhwyro hwn gan ddefnyddio synwyryddion Hall neu amgodyddion swyddogaeth ddeuol.

Cydrannau System Modur Servo
Mae'r diagram bloc o system servo yr un fath â system modur stepper, er bod y cydrannau'n dechnegol wahanol. Mae mwyhaduron servo yn cyfateb yn swyddogaethol i yrwyr modur stepiwr. Yn yr un modd â moduron stepiwr, mae swyddogaethau fel arfer yn cael eu cyfuno gan y gwneuthurwr.

Perfformiad Modur Servo
Mae gan servos fantais gynhenid:

• Cyflymder uchel
• Cyflymiad uchel
• Cywirdeb uchel
• Trorym uwch ar gyflymder uwch
• Gellir cysoni moduron lluosog yn hawdd (cywiro gwall amser real)

Mae gan servos anfanteision cynhenid:

• System fwy cymhleth na moduron stepiwr
• Rhaid tiwnio modur ar gyfer y perfformiad gorau posibl
• System ddrutach na moduron stepiwr
• Llai o trorym ar gyflymder isaf na moduron stepiwr
• Geometreg mowntio ansafonol (yn amrywio yn ôl gwneuthurwr) a diamedr siafft
• Llai o trorym ar gyflymder isel na moduron stepiwr o faint cyfatebol
   

Goblygiadau i'w defnyddio gydag actiwadyddion trydan
Pa bynnag dechnoleg a ddefnyddir, rhaid ei chyfateb i ddyluniad yr actuator.

• Efallai na fydd servo cyflymder isel yn cyflawni'r un perfformiad actuator cyflymder isel â modur stepiwr.
• Ni fydd amnewid modur stepper gyda servo ar yr un actiwadydd o reidrwydd yn cynhyrchu mwy o wthiad ar gyflymder uwch, oherwydd gall cydrannau actiwadydd eraill gyfyngu ar berfformiad.

Yn dibynnu ar y cais, mae manteision i bob un o'r ddau dechnoleg modur. Gellir defnyddio'r tabl canlynol fel canllaw.