Kaip pasirinkti tarp žingsninio variklio ir nuolatinės srovės variklio

-- pagrindiniai valdymo metodų skirtumai

Projektuojant pramoninę įrangą, nors nuolatinės srovės varikliai ir „Stepper" varikliai dažnai naudojami vairuojant ir įjungiant mechanizmus, jų vidinės struktūros, veikimo režimai ir valdymo logika iš esmės skiriasi. Pirmasis žingsnis į pagrįstą pasirinkimą yra supratimas apie pagrindinius šių dviejų variklių darbo principus.

1. DC variklis

DC variklis yra prietaisas, kuris DC elektrinę energiją paverčia mechanine energija. Jis plačiai naudojamas pramoniniuose scenarijuose, kuriems reikalingas sklandus sukimasis ir lankstus greičio reguliavimas. Jo darbo principas grindžiamas elektromagnetinės indukcijos dėsniu: Kai srovė praeina per apvijos ritę, sukimo momentas susidaro magnetiniame lauke, kurį sukuria nuolatinis magnetas, ir taip skatina rotorių pasukti.

 

Klasifikacija:

• Šepečio nuolatinės srovės variklis: Norėdami pasiekti mechaninę komutaciją, remiasi šepetėliais ir komutatoriumi, paprastu valdyti, bet nešiojamą;
• Bestelies DC variklis (BLDC): naudojamas elektroninis komisija, kuri yra efektyvesnė, turi ilgesnį tarnavimo laiką ir mažą priežiūros išlaidas.

 

Valdymo režimo funkcijos:

• Valdykite variklio greitį, sureguliuodami įtampą arba PWM impulsų pločio moduliaciją;
• Gali būti naudojamas su kodavimo įrenginiu, kad būtų pasiektas uždarojo ciklo grįžtamasis ryšys ir padėties valdymas.

 

Tinkami scenarijai: Įranga, kuriai reikalingas greitas veikimas, sklandus pasukimas ir ilgalaikis nuolatinis darbas, pavyzdžiui, automatinės durys, pramoniniai ventiliatoriai, AGV automobilių pavaros ir kt.

2. Stepper variklis

Žingsninis variklis yra pavara, kuri paverčia elektrinius impulsų signalus į kampinį poslinkį. Kiekvieną kartą įvedant impulsą, variklio rotorius perkelia fiksuotą kampą. Šis „laiptelio" judesys leidžia pasiekti tikslų padėtį atvirojo ciklo sistemoje.

 

Klasifikacija:

• „Loop Stepper" variklis: nereikia atsiliepimų, paprasta struktūra;
• „Loop Stepper" variklis: integruotas kodavimo įrenginys, skirtas pagerinti stabilumą ir reagavimą.

 

Valdymo režimo funkcijos:

• Valdykite kampą pagal impulsų skaičių ir greitį pagal dažnį;
• Nesunku suvokti sinchroninį daugia ašių valdymą, tačiau lengva turėti tokių problemų kaip žingsnio praradimas ir virpėjimas.

 

Tinkami scenarijai: progos, kurioms reikalingas aukšto tikslumo ir pakartojamas padėties nustatymo valdymas, pavyzdžiui, 3D spausdintuvai, CNC staklės, išpylimo mašinos ir kt.

 

3. Principinio palyginimo santrauka

projektas	DC variklis	Stepper variklis
Valdymo signalas	Analoginis signalas (įtampa\/srovė)	Skaitmeninis impulsų signalas
Kaip tai veikia	Nuolatinis sukimasis	Žingsnis po žingsnio sukimasis
Tikslioji kontrolė	Reikalinga kodavimo įrenginio uždara kilpa	Atidarykite kilpos padėties valdymą
Atsakymo greitis	Greitas, tinkamas greičio reguliavimui	Lėtas, tinkamas fiksuotam taškui
Sistemos sudėtingumas	Žemas vidurinis (norėdami pamatyti, ar kilpa uždaryta)	Vidutinis (aukšto pavaros reikalavimai)

 

-- tikslumas vs stabilumas ir kaina

Praktinėje programoje variklio pasirinkimas yra ne tik tai, ar jis gali būti naudojamas, bet ir tai, ar jis gali būti optimaliai veikiamas konkrečiomis darbo sąlygomis. Šiame skyriuje palyginame pagrindinius „Stepper Motors" ir nuolatinės srovės variklių našumo skirtumus iš trijų pagrindinių matmenų: valdymo tikslumo, veikimo stabilumo ir sistemos kainos.

1. Kontrolės tikslumas: kas yra tikslesnis

DC variklis:

• Neįmanoma atsiliepti apie grįžtamojo ryšio galimybes ir jį reikia naudoti su kodavimo įrenginiu, kad būtų galima valdyti uždarą ciklą.
• Tikslumui įtakos turi tokie veiksniai kaip kodavimo raiška ir valdiklio atsako greitis.
• Didelio tikslumo srityje reikia sudėtingesnių valdymo sistemų, kad būtų galima konkuruoti su „Stepper" varikliais.

 

Stepper variklis:

• Kiekvienas impulsas atitinka fiksuotą kampą, kai vidinė skiriamoji geba yra iki 1,8 laipsnio, 0. 9 laipsnis ar net smulkesnis.
• Tikslus padėties valdymas yra įmanomas net ir atviros ciklo sistemose, nereikalaujant papildomų jutiklių.
• Sistemoms, kurioms reikalingas pakartotinis padėties nustatymas ir trajektorijos valdymas.

 

Santrauka: „Stepper Motors" yra natūraliai tinkamos tiksliam poslinkio valdymui, o nuolatinės srovės varikliams reikalinga išorinė pagalba, kad būtų pasiektas tas pats tikslumas.

 

2. Operacijos stabilumas ir judesio glotnumas

DC variklis:

• Sklandus sukimasis, greitas atsakas, nuolatinis ir tiesinis greičio reguliavimas.
• Versija be šepetėlių turi mažą vibraciją ir triukšmą, tinkančią ilgalaikei eksploatavimo įrangai.

 

Stepper variklis:

• Linkęs rezonanso, žingsnio praradimo, perkaitimo ir kitų problemų praradimo, ypač esant dideliam greičiui ar didelei apkrovai.
• Nors uždaro ciklo „Stepper Motors" tai pagerina, bendras stabilumas vis tiek yra silpnesnis nei DC variklių.

 

SANTRAUKA: DC varikliai yra stabilesni ir patikimesni, atsižvelgiant į greitaeigį veikimą, nuolatinę apkrovą ir gebėjimus prieš sąveiką.

3. Išlaidų palyginimas: kuris iš jų yra ekonomiškesnis

DC variklio sistema:

• Šepečių variklių išlaidos yra mažesnės, tačiau didesnis priežiūros dažnis;
• Besteliuko nuolatinės srovės variklis naudojamas kartu su kodavimo įrenginiu ir servo valdikliu, o tai padidina bendrą sistemos kainą;
• Scenarijuose, kuriems reikia kontroliuoti uždarą ciklą, kaina yra šiek tiek didesnė, tačiau ji labiau tinka aukštos kokybės atvejams.

 

Žingsninio variklio sistema:

• Variklis ir vairuotojas yra vidutinio sunkumo;
• Valdymas, nereikia kodavimo įrenginio, gali sumažinti bendros valdymo sistemos sudėtingumą;
• Esant mažo greičio padėties nustatymui, išlaidų našumas yra labai didelis.

 

Santrauka: „Stepper Motors" yra tinkamos padėties nustatymo sistemoms, turinčioms ribotą biudžetą, o nuolatinės srovės varikliai yra ekonomiškesni, kai patenkinti „ilgalaikio stabilumo + aukšto našumo" reikalavimai.

 

4. Veiklos palyginimo lentelės santrauka

Matmenys	DC variklis	Stepper variklis
Kontrolės tikslumas	★★★ tikslumui reikalinga uždaros ciklo valdymas	★★★★★ ATIDARYKITE LOOP AUKŠTAS
stabilumas	★★★★★ Sklandus veikimas ir greitas atsakymas	★★★ Lengvas prarasti žingsnį ir rezonuoti
Kaina	★★★ Servo sistemos kainuoja brangiau	★★★★ Paprasta valdymo sistema
Prižiūrimas	★★★★ be šepetėlių reikia mažiau priežiūros	★★★ Atkreipkite dėmesį į šilumos generavimą ir krovinį
Atsakymo greitis	★★★★★ Greitas	★★★ VERTAS

 

Variklio pasirinkimo esmė yra ne siekti „geriausio", o suderinti „tinkamiausią". Įranga, turintiems ypač aukštus kontrolės tikslumo reikalavimus ir mažas apkrovas, „Stepper Motors" pateikia ekonomišką sprendimą; O scenarijams, kuriems reikalingas ilgalaikis veikimas, greitaeigis atsakas ir stabilus išėjimas, DC varikliai, be abejo, yra patikimesnis pasirinkimas.

 

Jei vis dar šiek tiek susipainiojote dėl šios koncepcijos, paaiškinsiu ją su faktiniais atvejais. Toliau skaitykime.

 

-- Kodėl varikliai skiriasi tam pačiam robotui?

Robotai yra svarbūs automatizavimo įrankiai šiuolaikinėje gamybos ir paslaugų pramonėje, taip pat yra vienas iš produktų, turinčių labiausiai koncentruotų variklių programų. Skirtingi robotų tipai turi didžiulius skirtumus tarp variklių valdymo charakteristikų ir našumo reikalavimų. Mes tiesiog naudojame robotus norėdami analizuoti „Stepper" variklių ir nuolatinės srovės variklių pasirinkimo skirtumus.

1. 3D spausdinta robotinė ranka

3D spausdinimo subsektoriuose, tikslumo išdavimas, graviūra lazeriu ir kt. Pagrindinė roboto rankos užduotis yra „tiksliai valdyti judesio kelią ir padėtį", o ne greičio ar nuolatinio sukimo momento išvestį. Tokie taikymo scenarijai pasižymi keliomis reikšmingomis savybėmis:

• Judesio trajektorija yra aiškiai nustatyta;
• Didelis pakartojamumas ir mažas žingsnio atstumas;
• Laiko apkrovos pokyčiai nėra reikšmingi.

 

Variklio pasirinkimas: pageidautina variklio variklis

• Jo puikus žingsnio kampas leidžia valdyti atvirojo ciklo aukšto tikslumo padėties nustatymą;
• Valdymo sistema turi paprastą struktūrą ir kontroliuojamą kainą;
• Kelių ašių sinchroniškai, tinkama didelio masto gamybos diegimui.

Tipinė konfigūracija: „Stepper Motor +" atvirojo kodo valdymo plokštė + tvarkyklės modulis.

2. Mobiliųjų paslaugų robotai

Priešingai, mobiliųjų paslaugų įrangoje, tokioje kaip „Warehouse Logistics" robotai (pvz., AGV vežimėliai), tikrinimo robotai ir maisto pristatymo robotai, motorinių poreikių dėmesys buvo nukreiptas į:

• Nuolatinė galia;
• Greito atsakymo pradžios\/stotelės;
• Sklandaus greičio reguliavimas ir stiprus atsparumas apkrovos svyravimams.

 

Variklio pasirinkimas: DC variklis yra tinkamesnis

• Ypač aukšto „Torque" šepetėlių nuolatinės srovės varikliai, kurie gerai veikia važiuojančių ratų sistemose;
• PWM greičio reguliavimas arba uždarojo ciklo valdymo sistema, galima pasiekti jautrų ir sklandų greičio reguliavimą;
• Bestelies dizainas turi ilgą laiką ir mažai priežiūros, tinkamos bet kokio oro darbo aplinkai.

Tipinė konfigūracija: Didelio sukimo momento BLDC variklis su reduktoriaus + kodavimo priemone + servo valdikliu.

3. Paraiškos logikos santrauka

-- To paties tipo produktui variklio pasirinkimas turi skirtingus fokusas

projektas	„DC Motor Mobile Robot"	Žingsninė motorinė roboto ranka
Valdymo šerdis	Lygus ištisinė pavara	Didelio tikslumo kelio padėties nustatymas
Variklio veikimo charakteristikos	Nuolatinis, didelis greitis, kintama apkrova	Su pertraukiama, tiksli, šviesa apkrova
Išlaidų biudžetas	Vidutinė iki aukšta	Vidutiniškai žemas
Rekomenduojamas variklis	Didelis sukimo momentas BLDC su kodavimo priemone	NEMA žingsniniai varikliai

 

 

Pramonės gamybos srityje variklis yra ne tik įrangos „galios šerdis", bet ir daro tiesioginę įtaką reagavimo efektyvumui, valdymo tikslumui ir bendram sistemos stabilumui. Atlikdami ankstesnę palyginamąją analizę, matome, kad nuolatinės srovės varikliai yra ypač tinkami sudėtingoms darbo sąlygoms, kurioms reikalingas didelis stabilumas, lankstus kontrolė ir nuolatinė išvestis. Šiuo atžvilgiu profesionalūs Motoriniai sprendimai, kuriuos teikia VSD (mūsų įmonė), tiesiog patenkina įvairius gamintojų poreikius.

Visas nuolatinės nuolatinės srovės variklio tipų asortimentas, apimantis daugiau programų reikalavimų

Be „High Torque DC Motors", VSD taip pat teikia šias subrendusių produktų serijas, padedančias klientams sukurti labai pritaikomus disko sprendimus:

Variklio tipas	Savybės	Rekomenduojamos programos
Šeperuotas nuolatinės srovės variklis	Mažos išlaidos ir paprasta struktūra	Automatinė prieigos valdymo sistema, maža pavara
Bestelies DC variklis (BLDC variklis)	Ilgas gyvenimas ir žemas triukšmas	Medicinos įranga, vėjo servo sistemos, aptarnavimo robotai
„CoreSeless DC" variklis	Mažas inercijos momentas, greitas atsakas	Tikslus išdavimas, prietaisai, mikro robotai
DC variklis su reduktoriaus pavara (pavarų variklis)	Pagerinti sukimo momento išėjimą ir sklandžiau valdyti	Išmaniosios spynos, apsaugos įranga, šviesos logistikos įrenginiai

 

Palaikykite pritaikymą:VSD gali lanksčiai pritaikyti pagrindinius parametrus, tokius kaip įtampa, išvesties veleno dydis, montavimo sąsaja, kodavimo tipo ir kt. Pagal kliento projekto reikalavimus.

 

Kodėl verta pasirinkti VSD kaip savo „DC Motor" tiekėją

„B-gal" rinkoje klientai ne tik sutelkia dėmesį į variklio veiklą, bet ir tiekėjo išsamias tiekėjo pristatymo galimybes ir ilgalaikio bendradarbiavimo garantijas. VSD labai pripažino daugelis gamybos įmonių šiais aspektais:

• Didelio masto gamybos galimybės: Mes turime modernias motorinių gamybos dirbtuves ir automatines surinkimo linijas su stabiliais pristatymo ciklais;
• Nepriklausomi tyrimai ir plėtra bei patentuota technologija: nepriklausomas pagrindinių komponentų, daugybinių variklio struktūros ir valdymo technologijų patentų dizainas;
• Tarptautinis kokybės sertifikavimas: išlaikytas ISO9001, CE, ROHS ir kiti tarptautiniai sertifikatai;
• Išsami pritaikymo paslauga: vienas su vienu technine pagalba, skirta patenkinti specialias konkrečių pramonės šakų struktūrą ar kontrolės reikalavimus (pvz., Tylus medicinos prietaisų veikimas ir greitaeigių robotų platformų perjungimas);
• Turtinga eksporto patirtis: aptarnaujantys gamintojus dešimtyse pasaulio šalių, ypač kaupdami stabilią klientų bazę Europos, Šiaurės Amerikos ir Pietryčių Azijos rinkose.

 

 

Kadangi pramoninė automatika, intelektuali įranga ir robotika ir toliau atnaujina, kaip pasirinkti tinkamiausią jūsų įrangos motorinį sprendimą yra vienas iš svarbių sprendimų, turinčių įtakos projekto sėkmei ar nesėkmei. Aš manau, kad šiame straipsnyje jūs aiškiai suprantate kontrolės metodus, našumo skirtumus ir tipiškus „Stepper Motors" ir „DC Motors" pritaikymus.

 

VSD, kaip nuolatinės srovės variklio tiekėjas, turintis ilgametę patirtį pramonėje, yra įsipareigojusi tiekti gamintojams aukštos kokybės ir labai pritaikomi variklinių pavaros sprendimai. Nesvarbu, ar ieškote aukšto torque nuolatinės srovės variklio, ar pritaikyto produkto su „Encoder" uždarojo ciklo valdymu, mes galime jį pritaikyti, kad padėtumėte pagerinti jūsų įrangos efektyvumą ir stabilumą.

 

Sveiki atvykę į „Contact VSD" komandą, kad gautumėte išskirtinius variklio pasirinkimo pasiūlymus arba pavyzdžių testavimo paslaugas.