Silniki serwo stosowane są jako siłowniki w układzie sterowania Maszyny CNC do konwersji otrzymanych sygnałów elektrycznych na przemieszczenie kątowe lub prędkość kątową wyjściową na wale silnika. Wirnik wewnątrz serwosilnika jest magnesem trwałym. Trójfazowy prąd U/V/W sterowany przez sterownik tworzy pole elektromagnetyczne. Wirnik obraca się pod wpływem tego pola magnetycznego. Jednocześnie enkoder silnika przekazuje sygnał z powrotem do sterownika, a sterownik porównuje cel z wartością sprzężenia zwrotnego. Wartości są porównywane, a kąt obrotu wirnika jest regulowany.
Dokładność serwomotoru jest określana przez dokładność enkodera, to znaczy, że sam serwomotor ma funkcję wysyłania impulsów. Wysyła on odpowiednią liczbę impulsów za każdym razem, gdy obraca się o jeden kąt, tak aby impulsy serwonapędu i enkodera serwomotoru tworzyły odpowiedź. Jest to więc sterowanie w pętli zamkniętej.
Silnik krokowy to urządzenie silnika krokowego z otwartą pętlą sterowania, które zamienia sygnały impulsów elektrycznych na przemieszczenie kątowe lub liniowe. W przypadku braku przeciążenia prędkość silnika i pozycja zatrzymania zależą tylko od częstotliwości sygnału impulsowego i liczby impulsów, a nie od zmian obciążenia.
Gdy sterownik silnika krokowego odbiera sygnał impulsowy, napędza silnik krokowy, aby obrócił się o ustalony kąt w ustalonym kierunku, który jest nazywany „kątem kroku”. Krokowanie może kontrolować przemieszczenie kątowe poprzez kontrolowanie liczby impulsów, tak aby osiągnąć cel dokładnego pozycjonowania. Może również kontrolować prędkość i przyspieszenie obrotów silnika poprzez kontrolowanie częstotliwości impulsów sterownika, tak aby osiągnąć cel dużej prędkości. Dlatego silnik krokowy jest sterowaniem w pętli otwartej.
Różnica między silnikami krokowymi a serwosilnikami
kontroler
Kontroler silnika krokowego to produkt elektroniczny, który może wysyłać jednolite sygnały impulsowe. Po tym, jak sygnał wysłany przez niego dotrze do sterownika silnika krokowego, zostanie on przez niego przekształcony w silny sygnał prądowy wymagany przez silnik krokowy do uruchomienia silnika krokowego. Kontroler silnika krokowego może dokładnie sterować silnikiem krokowym, aby obracał się pod każdym kątem. Sterownik odbiera sygnał impulsowy. Za każdym razem, gdy otrzyma impuls, sterownik przekaże silnikowi impuls, aby obrócić silnik pod ustalonym kątem. Ze względu na tę cechę silniki krokowe są obecnie szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu.
Kontroler serwomotoru to kontroler używany do sterowania serwomotorem. Jego funkcja jest podobna do funkcji przetwornicy częstotliwości działającej na zwykły silnik prądu przemiennego. Jest częścią układu serwo i jest głównie używany w systemach pozycjonowania o wysokiej precyzji. Generalnie, serwomotor jest sterowany za pomocą 3 sposobów położenia, prędkości i momentu obrotowego, aby osiągnąć pozycjonowanie układu przekładni o wysokiej precyzji. Obecnie jest to produkt wysokiej klasy technologii przekładni.
Kontrola dokładności
Im więcej faz i uderzeń silnika krokowego, tym większa jego dokładność. Silnik serwo jest oparty na wbudowanym enkoderze. Im większą skalę ma enkoder, tym większa dokładność.
Metody kontroli
Jedno to sterowanie w pętli otwartej, a drugie to sterowanie w pętli zamkniętej.
Charakterystyka niskiej częstotliwości
Silniki krokowe są podatne na drgania o niskiej częstotliwości przy niskich prędkościach. Zazwyczaj do przezwyciężania drgań o niskiej częstotliwości stosuje się technologię tłumienia lub podziału, podczas gdy silniki serwo nie będą drgać przy niskich prędkościach. System serwo AC ma funkcję tłumienia rezonansu, która może pokryć brak sztywności maszyny CNC, a system ma funkcję analizy częstotliwości (FFT) wewnątrz systemu, która może wykryć punkt rezonansu maszyny CNC, aby ułatwić regulację systemu.
Charakterystyka częstotliwości momentu obrotowego
Moment wyjściowy silnika krokowego będzie malał wraz ze wzrostem prędkości, natomiast serwosilnik prądu przemiennego ma stały moment wyjściowy.
Przeciążalność
Silniki krokowe nie mają odporności na przeciążenia, natomiast silniki prądu przemiennego mają większą odporność na przeciążenia.
Wydajność operacyjna
Silnik krokowy przyjmuje sterowanie w pętli otwartej. Jeśli częstotliwość początkowa jest zbyt wysoka lub obciążenie jest zbyt duże, łatwo jest stracić kroki lub przeciągnąć. Gdy prędkość jest zbyt wysoka, łatwo jest przeregulować. System serwo jest sterowaniem w pętli zamkniętej. Napęd może bezpośrednio pobierać próbki sygnału sprzężenia zwrotnego enkodera silnika. Pętla położenia i pętla prędkości są utworzone wewnątrz. Zasadniczo nie będzie utraty kroków ani przeregulowania silnika krokowego, a wydajność sterowania jest bardziej niezawodna.
Wydajność reakcji prędkości
Silnikowi krokowemu zajmuje setki milisekund przyspieszenie od stanu spoczynku do prędkości roboczej, natomiast serwosilnik prądu przemiennego zapewnia lepsze przyspieszenie, zazwyczaj w ciągu kilku milisekund, i może być stosowany w sytuacjach wymagających szybkiego rozruchu i zatrzymania.
System serwo AC jest lepszy od silnika krokowego pod wieloma względami wydajności. Jednak silniki krokowe są często używane jako silniki wykonawcze w mniej wymagających sytuacjach. Dlatego w procesie projektowania systemu sterowania należy kompleksowo rozważyć różne czynniki, takie jak wymagania dotyczące sterowania i koszt, a także wybrać odpowiedni silnik sterujący.
