Серво моторите се използват като изпълнителни механизми в системата за управление за CNC машини за преобразуване на получените електрически сигнали в ъглово отместване или ъглова скорост, подадени на вала на двигателя. Роторът вътре в серво мотора е постоянен магнит. Трифазното електричество U/V/W, контролирано от драйвера, образува електромагнитно поле. Роторът се върти под действието на това магнитно поле. В същото време енкодерът на двигателя подава сигнал обратно към драйвера, а драйверът сравнява целевата стойност със стойността на обратната връзка. Стойностите се сравняват и ъгълът на въртене на ротора се регулира.
Точността на серво мотора се определя от точността на енкодера, т.е. самият серво мотор има функцията да изпраща импулси. Той ще изпраща съответен брой импулси всеки път, когато се завърти на един ъгъл, така че импулсите на серво задвижването и енкодера на серво мотора формират отговор. Така че това е управление със затворен контур.
Стъпковият двигател е устройство за стъпков двигател с отворен контур, което преобразува електрическите импулсни сигнали в ъглово или линейно отклонение. В случай на претоварване, скоростта на двигателя и позицията на спиране зависят само от честотата на импулсния сигнал и броя на импулсите и не се влияят от промените в натоварването.
Когато стъпковият драйвер получи импулсен сигнал, той задвижва стъпковия двигател да се завърти на фиксиран ъгъл в зададената посока, което се нарича "ъгъл на стъпката". Стъпките могат да контролират ъгловото изместване чрез контролиране на броя на импулсите, за да се постигне целта за точно позициониране. Също така могат да контролират скоростта и ускорението на въртене на двигателя чрез контролиране на честотата на импулсите на драйвера, за да се постигне целта за висока скорост. Следователно, стъпковият двигател е с отворен контур за управление.
Разликата между стъпкови двигатели и серво двигатели
Регулатор
Контролерът на стъпков двигател е електронен продукт, който може да изпраща равномерни импулсни сигнали. След като изпратеният от него сигнал попадне в драйвера на стъпковия двигател, той се преобразува от драйвера в силен токов сигнал, необходим на стъпковия двигател, за да го задвижи. Контролерът на стъпков двигател може точно да управлява въртенето на стъпковия двигател под всякакъв ъгъл. Това, което драйверът получава, е импулсен сигнал. Всеки път, когато получи импулс, драйверът подава импулс на двигателя, за да го завърти под фиксиран ъгъл. Поради тази функция, стъпковите двигатели се използват широко в различни индустрии днес.
Контролерът на серво мотор е контролер, използван за управление на серво мотор. Функцията му е подобна на тази на честотен преобразувател, действащ върху обикновен променливотоков мотор. Той е част от серво системата и се използва главно във високопрецизни системи за позициониране. Обикновено серво моторът се управлява по 3 начина: позиция, скорост и въртящ момент, за да се постигне високопрецизно позициониране на трансмисионната система. В момента е висок клас продукт на трансмисионната технология.
Контролна точност
Колкото повече фази и бийтове има стъпковият двигател, толкова по-висока е неговата точност. Серво двигателят е базиран на вграден енкодер. Колкото по-голям е мащабът на енкодера, толкова по-висока е точността.
Методи за контрол
Единият е управление с отворен контур, а другият е управление със затворен контур.
Нискочестотни характеристики
Стъпковите двигатели са склонни към нискочестотни вибрации при ниски скорости. Обикновено се използва технология за затихване или разделяне, за да се преодолеят нискочестотните вибрации, докато серво двигателите няма да вибрират при ниски скорости. AC серво системата има функция за потискане на резонанса, която може да покрие липсата на твърдост на CNC машината, а системата има функция за честотен анализ (FFT) вътре в системата, която може да открие резонансната точка на CNC машината, за да улесни настройката на системата.
Честотни характеристики на въртящия момент
Изходният въртящ момент на стъпковия двигател ще намалее с увеличаване на скоростта, а AC серво двигателят има постоянен изходен въртящ момент.
Капацитет на претоварване
Стъпковите двигатели нямат капацитет на претоварване, докато променливотоковите двигатели имат по-силен капацитет на претоварване.
Работна производителност
Стъпковият двигател използва управление с отворен контур. Ако началната честота е твърде висока или натоварването е твърде голямо, е лесно да се загубят стъпки или да се спре. Когато скоростта е твърде висока, е лесно да се превиши скоростта. Серво системата е с управление с затворен контур. Задвижването може директно да взема проби от сигнала за обратна връзка от енкодера на двигателя. Контурът на позицията и контурът на скоростта са оформени вътре. Обикновено няма да има загуба на стъпки или превишение на скоростта на стъпковия двигател и управлението е по-надеждно.
Скорост на реакция
Необходими са стотици милисекунди, за да може стъпковият двигател да ускори от покой до работна скорост, докато AC серво системата има по-добри показатели за ускорение, обикновено само няколко милисекунди, и може да се използва в ситуации на управление, които изискват бързо стартиране и спиране.
AC серво системата превъзхожда стъпковите двигатели в много аспекти на производителността. Въпреки това, стъпковите двигатели често се използват като изпълнителни двигатели в някои по-малко взискателни случаи. Следователно, в процеса на проектиране на системата за управление, различни фактори, като изисквания за управление и цена, трябва да се вземат предвид цялостно и да се избере подходящ управляващ двигател.
