Серводвигатели и шаговые двигатели
Приобретение предприятием фрезерного станка с ЧПУ для изготовления фасадов из МДФ поднимает вопрос о необходимости переплачивать за те или иные механизмы и силовые агрегаты, установленные на дорогостоящем и высокотехнологичном оборудовании. Для позиционирования силовых агрегатов станков с ЧПУ используют, как правило, шаговые двигатели и серводвигатели (сервоприводы). Шаговые двигатели – дешевле. Однако сервоприводы обладают широким рядом достоинств, в том числе высокой производительностью и точностью позиционирования. Так что же выбрать?
Что такое шаговый электродвигатель
Шаговый электродвигатель – это безщеточный синхронный электродвигатель постоянного тока, имеющий несколько обмоток статора. При подаче тока в одну из обмоток ротор поворачивается, а затем фиксируется в определенном положении. Последовательное возбуждение обмоток через контроллер управления шаговым двигателем позволяет вращать ротор на заданный угол.
Шаговые электродвигатели широко применяются в промышленности, так как имеют высокую надежность и длительный срок службы. Главное преимущество шаговых двигателей – точность позиционирования. При подаче тока на обмотки ротор провернется строго на определенный угол.
Положительные стороны шагового двигателя
· Устойчивость в работе;
· Высокий крутящий момент на малых и нулевых скоростях;
· Быстрый старт, остановка и реверс;
· Работа под высокой нагрузкой без риска выхода из строя;
· Единственный механизм износа, влияющий на длительность эксплуатации – подшипники;
· Невысокая стоимость.
Отрицательные стороны шагового двигателя
· Высокий уровень шума;
· Возможность появления резонанса;
· Постоянный расход электроэнергии вне зависимости от нагрузки;
· Падение крутящего момента на высоких скоростях;
· Отсутствие обратной связи при позиционировании;
· Низкая пригодность к ремонту.
Что такое серводвигатель (сервопривод)
Серводвигатель (сервопривод) – это электрический мотор с управлением через обратную отрицательную связь, которая позволяет точно управлять параметрами движения, чтобы достичь необходимой скорости или получить нужный угол поворота. В состав серводвигателя входят непосредственно сам электродвигатель, датчик обратной связи, блок питания и управления.
Конструктивные особенности электродвигателей для сервопривода мало чем отличаются от обычных электродвигателей имеющих статор и ротор, работающих на постоянном и переменном токе, с щетками и без щеток. Особую роль здесь играет датчик обратной связи, который может быть установлен как непосредственно в самом двигателе и передавать данные о положении ротора, так и определять его позиционирование по внешним признакам. С другой стороны, работа серводвигателя немыслима без блока питания и управления (он же инвертор или сервоусилитель), который преобразует напряжение и частоту тока, подаваемого на электродвигатель, тем самым управляя его действием.
Положительные стороны серводвигателя (сервопривода)
· Высокая мощность при малых размерах;
· Высокий крутящий момент;
· Быстрый разгон и торможение;
· Постоянное и бесперебойное отслеживание положения;
· Низкий уровень шума, отсутствие вибраций и резонанса;
· Широкий диапазон скорости вращения;
· Высокая скорость разгона;
· Точное позиционирование;
· Стабильная работа в широком диапазоне скоростей;
· Малая масса и компактная конструкция;
· Низкий расход электроэнергии при малых нагрузках.
Отрицательные стороны серводвигателя (сервопривода)
· Требовательность к периодическому обслуживанию (например, с заменой щеток);
· Дорогостоящий ремонт;
· Сложность устройства (наличие датчика, блока питания и управления) и логики его работы.
· Высокая стоимость.
Сервопривод или шаговый двигатель?
Сравнивая характеристики сервопривода и шагового двигателя, следует обратить внимание, прежде всего, на их производительность и стоимость. Для производства фасадов МДФ на небольшом предприятии, работающем с малыми объемами, думаю, нет необходимости переплачивать за установку на фрезерный станок с ЧПУ дорогостоящих серводвигателей. С другой стороны, если предприятие стремится выйти на максимально возможные объемы производства, то дешевить на низкопроизводительных шаговых двигателях для ЧПУ не имеет смысла.
