Unterschied zwischen Servomotoren und Schrittmotoren in der Automatisierung

Vergleich der Leistungsmerkmale von Schrittmotoren und Wechselstrom-Servomotoren: Ein Schrittmotor ist ein Gerät für diskrete Bewegungen, das eine wesentliche Verbindung zur modernen digitalen Steuerungstechnik aufweist. In den aktuellen digitalen Steuerungssystemen im Inland wird der Schrittmotor sehr häufig eingesetzt. Mit dem Aufkommen vollständig digitaler Wechselstrom-Servosysteme werden Wechselstrom-Servomotoren zunehmend in digitalen Steuerungssystemen eingesetzt. Um den Entwicklungen der digitalen Steuerung gerecht zu werden, werden in Bewegungssteuerungssystemen meist Schrittmotoren oder vollständig digitale Wechselstrom-Servomotoren als Antriebsmotoren eingesetzt. Obwohl beide in Bezug auf die Steuerungsart ähnlich sind (Pulsserien und Richtungssignale), bestehen große Unterschiede in ihrer Leistungsfähigkeit sowie bei den Anwendungsbereichen. Hier wird nun ein Vergleich der Leistungsmerkmale beider vorgenommen. I. Unterschiedliche Präzision der Steuerung: Bei zweiphasigen Schrittmotoren beträgt der Schrittwinkel in der Regel 3,6° bzw. 1,8°. Bei fünfphasigen Schrittmotoren liegt der Schrittwinkel in der Regel bei 0,72° bzw. 0,36°. Es gibt auch einige Hochleistungs-Schrittmotoren mit einem noch kleineren Schrittwinkel. Wie zum Beispiel der Schrittmotor, den das Unternehmen SITONG für Fräsmaschinen mit langsamer Spindelgeschwindigkeit herstellt – dessen Schrittwinkel 0,09° beträgt ； Die dreiphasigen gemischten Schrittmotoren der deutschen Firma BERGER LAHR lassen sich so einstellen, dass der Schrittwinkel auf 1,8°, 0,9°, 0,72°, 0,36°, 0,18°, 0,09°, 0,072° oder 0,036° festgelegt werden kann. Sie sind somit kompatibel mit den Schrittwinkeln von zweiphasigen sowie fünfphasigen gemischten Schrittmotoren. Die Steuergenauigkeit des Gleichstrom-Servomotors wird durch den Rotationsencoder am hinteren Ende der Motordrehachse gewährleistet. Am Beispiel des vollständig digitalen Wechselstrom-Servomotors von Panasonic: Bei Motoren mit einem Standard-2500-Punkte-Encoder beträgt aufgrund der Vielfachfrequenztechnik im Driver der Pulswert 360°/10000 = 0,036°. Bei Motoren mit einem 17-Bit-Encoder dreht sich der Motor um eine Umdrehung, wenn der Antrieb 2¹⁷ = 131072 Impulse erhält; seine Impulsäquivalenz beträgt somit 360°/131072 = 9,89 Sekunden. Es handelt sich um 1/655 des Pulsäquivalents eines Schrittmotors mit einem Schrittwinkel von 1,8°. Zweitens: Die Niedrigfrequenz-eigenschaften sind unterschiedlich. Schrittmotoren weisen bei niedrigen Drehzahlen leicht zu Niedrigfrequenz-Vibrationen neigend. Die Schwingfrequenz hängt von der Last sowie von den Leistungsmerkmalen des Antriebs ab. Im Allgemeinen beträgt die Schwingfrequenz die Hälfte der Frequenz, bei der der Motor ohne Last anläuft. Dieses Phänomen der Niedrigfrequenzvibrationen, das durch den Funktionsmechanismus des Schrittmotors verursacht wird, ist für den ordnungsgemäßen Betrieb der Maschine äußerst nachteilig. Wenn der Schrittmotor bei niedriger Geschwindigkeit arbeitet, sollte in der Regel Dämmungstechnik eingesetzt werden, um Vibrationen bei niedrigen Frequenzen zu vermeiden – beispielsweise durch den Einsatz von Dämpfern am Motor oder durch die Verwendung von Feinsteuerungstechniken am Antrieb. Die Gleichstrom-Servomotoren laufen äußerst gleichmäßig und weisen selbst bei niedrigen Geschwindigkeiten keine Vibrationen auf. Das Synchronservosystem verfügt über eine Resonanzunterdrückungsfunktion, die mangelnde Mechaniksteifigkeit ausgleichen kann. Zudem besitzt das System eine Frequenzanalysefunktion (FFT), mit der die Resonanzpunkte der Mechanik ermittelt werden können, was die Anpassung des Systems erleichtert. Drittens unterscheiden sich die Drehfrequenz-Eigenschaften. Die Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors nimmt mit zunehmender Drehzahl ab – bei hohen Drehzahlen fällt es sogar stark ab. Deshalb liegt die maximale Betriebsdrehzahl in der Regel zwischen 300 und 600 U/min. Antriebsmotoren mit Gleichstrom-Servosteuerung liefern eine konstante Drehmomentleistung – das heißt, innerhalb ihrer Nenndrehzahl (in der Regel 2000 U/min oder 3000 U/min) wird das Nenndrehmoment bereitgestellt. Über der Nenndrehzahl hingegen erfolgt eine konstante Leistungsabgabe. IV. Unterschiedliche Überlastfähigkeit: Schrittmotoren verfügen in der Regel nicht über eine Überlastfähigkeit. Antriebs-Servomotoren verfügen über eine hohe Überlastfähigkeit. Nehmen wir das Wechselstrom-Servosystem von Panasonic als Beispiel – es verfügt über eine Fähigkeit zur Bewältigung von Geschwindigkeits- und Drehmomentüberschlägen. Sein maximales Drehmoment beträgt das Dreifache des Nenndrehmoments und kann zur Überwindung des Trägheitsmoments von Träglasten beim Start verwendet werden. Da Schrittmotoren keine solche Überlastfähigkeit besitzen, muss bei der Auswahl eines geeigneten Motors oft ein Motor mit höherem Drehmoment gewählt werden, um diesen Trägheitsmoment zu überwinden. Im normalen Betrieb der Maschine ist jedoch kein so hohes Drehmoment erforderlich – es kommt somit zu einem Verschwendung von Drehmoment. V. Unterschiedliche Betriebsleistungen: Die Steuerung des Schrittmotors erfolgt in einem offenen Regelkreis. Bei einer zu hohen Startfrequenz oder bei zu großem Lastaufkommen kann es zu Aussetzern im Lauf des Motors oder zu einem Blockieren des Motors kommen. Bei einer zu hohen Drehzahl beim Anhalten kann es außerdem zu Überschlägen kommen. Um die Steuergenauigkeit zu gewährleisten, muss daher sorgfältig mit der Geschwindigkeitssteuerung umgegangen werden. Das Synchronantriebssystem arbeitet nach dem Prinzip der Schleifensteuerung. Der Antrieb kann die Rückmeldungssignale des Motor-Encoders direkt erfassen. Im Inneren des Systems befinden sich ein Positionsschleifen- und ein Geschwindigkeitskreis. Dadurch treten bei Schrittmotoren in der Regel weder Aussetzer noch Überschläge auf – die Steuerleistung ist somit zuverlässiger. VI. Unterschiedliche Geschwindigkeitsantwortzeiten: Es dauert 200–400 Millisekunden, bis ein Schrittmotor von Ruhezustand auf seine Betriebsgeschwindigkeit (in der Regel einige hundert Umdrehungen pro Minute) beschleunigt ist. Die Beschleunigungseigenschaften von Wechselstrom-Servosystemen sind gut. Am Beispiel des Panasonic MSMA 400W-Wechselstrom-Servomotors benötigt dieser nur wenige Millisekunden, um von Ruhezustand auf seine Nenndrehzahl von 3000 U/min zu beschleunigen. Dadurch eignet er sich für Anwendungen, in denen eine schnelle Start- und Stopptätigkeit erforderlich ist. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wechselstrom-Servosysteme in vielen Leistungsaspekten den Schrittmotoren überlegen sind. Aber auch in Anwendungen mit geringen Anforderungen werden häufig Schrittmotoren als Antriebsmotoren verwendet. Daher müssen bei der Konzeption eines Regelungssystems verschiedene Faktoren wie die Anforderungen an die Steuerung und die Kosten berücksichtigt werden, um den geeigneten Antriebsmotor auszuwählen. https://zhidao.baidu.com/question/21111189.html

Die Informationen sind zu wissenschaftlich formuliert. Je länger man hinschaut, desto chaotischer wird es.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von Vollautomatischer Verpackungsmaschine am 10.12.2018 um 13:24 bearbeitet. Die Informationen stammen von mir. Einfach verständlich. Der Servomotor für Palettiermaschinen ist ein gewöhnlicher Motor, der mit einem Rückführungsencoder ausgestattet ist (der Rückführungsencoder erfasst den Winkel, die Drehzahl und die Beschleunigung des Motors; man kann auch sagen, dass die Steuergenauigkeit des Servomotors durch den Rotationsrückführungsencoder am Ende der Motordrehachse gewährleistet wird). Wenn man es so einstellen möchte, dass Winkel, Drehzahl und Beschleunigung sehr präzise gesteuert werden können. Es müssen entsprechende Anlagen vorhanden sein, um dies zu realisieren, wie zum Beispiel ein Servomotor + Servoantrieb. Zum Beispiel Offenkreissteuerung: Servomotor + Servosteuereinheit + programmierbare PLC-Steuerung. Schleifensteuerung: Servomotor + Positionsensoreinheit + Servoantrieb + PLC zur programmierbaren Steuerung, wie in Abbildung 3 dargestellt. Unterschied zwischen offener und geschlossener Regelung: Ein Steuerungssystem, das Rückkopplung verwendet, um Fehler zu korrigieren, wird als geschlossenes Regelungssystem bezeichnet. Ein Steuerungssystem ohne Rückkopplung wird als offenes Steuerungssystem bezeichnet. Wie in der Demonstration zur Steuerung des Servomotors zu sehen ist: Ein Servomotor allein reicht nicht aus, um eine ganze Bewegung auszuführen. Es muss vorhanden sein (Servomotorsteuerungssystem: bestehend aus einer Positionsensoreinrichtung + Servomotor + Servomotordriver + PLC zur programmierbaren Steuerung). ) damit der Servomotor perfekt mit den mechanischen Komponenten verbunden werden kann und so verschiedene Bewegungen ausführen kann. (zum Beispiel die Verpackungsaktionen von Palettierrobotern, CNC-Fräsmaschinen usw.). Schrittmotor: Ein Schrittmotor wird durch Impulssignale gesteuert. Jedes Mal, wenn ein Steuersignal eingehend ist, dreht er sich um einen bestimmten Winkel – also einen „Schritt“. Außerdem unterscheidet er sich von Servomotoren, die nur in einem bestimmten Winkel drehen können, da Schrittmotoren kontinuierlich drehen können. Unterschiede zwischen Servomotoren und Schrittmotoren in Palettierrobotern 1. Struktur und Funktionsprinzip: Was die Motorenanordnung angeht, sind Schrittmotoren komplexer als Servomotoren. Schrittmotoren werden eingesetzt, wo eine niedrige Geschwindigkeit bei hoher Präzision erforderlich ist; Servomotoren können bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute erreichen. Dann ist die Drehzahl bei Schrittfahrt niedrig. Die Kosten für Servomotoren sind höher als die von Schrittmotoren. . Denn der Servomotor muss zusammen mit einem Servomotordriver verwendet werden. Servomotor + Servomotordriver. Quelle: http://www.tsrun.com/jishu/185.html