Le moteur pas à pas est un dispositif à mouvement discret, qui présente une connexion essentielle avec la technologie de commande numérique moderne.Dans le système de contrôle numérique domestique actuel, les moteurs pas à pas sont largement utilisés.Avec l'émergence des servosystèmes AC entièrement numériques, les servomoteurs AC sont de plus en plus utilisés dans les systèmes de contrôle numérique.Afin de s'adapter à la tendance de développement du contrôle numérique, les moteurs pas à pas ou les servomoteurs AC entièrement numériques sont principalement utilisés comme moteurs exécutifs dans les systèmes de contrôle de mouvement.Bien que les deux soient similaires en termes de mode de contrôle (train d’impulsions et signal de direction), il existe de grandes différences en termes de performances et d’occasions d’application.Comparez maintenant les performances des deux.
La précision du contrôle est différente
Les angles de pas des moteurs pas à pas hybrides biphasés sont généralement de 3,6 degrés et 1,8 degrés, et les angles de pas des moteurs pas à pas hybrides cinq phases sont généralement de 0,72 degrés et 0,36 degrés.Il existe également des moteurs pas à pas hautes performances avec des angles de pas plus petits.Par exemple, un moteur pas à pas produit par Stone Company pour les machines-outils à fil lent a un angle de pas de 0,09 degrés ;un moteur pas à pas hybride triphasé produit par BERGER LAHR a un angle de pas de 0,09 degrés.Le commutateur DIP est réglé sur 1,8 degrés, 0,9 degrés, 0,72 degrés, 0,36 degrés, 0,18 degrés, 0,09 degrés, 0,072 degrés, 0,036 degrés, ce qui est compatible avec l'angle de pas des moteurs pas à pas hybrides biphasés et cinq phases.
La précision de contrôle du servomoteur AC est garantie par l'encodeur rotatif situé à l'extrémité arrière de l'arbre du moteur.Pour un moteur équipé d'un encodeur standard de 2 500 lignes, l'équivalent d'impulsion est de 360 degrés/10 000 = 0,036 degrés en raison de la technologie quadruple fréquence à l'intérieur du pilote.Pour un moteur avec un encodeur 17 bits, chaque fois que le pilote reçoit 217=131072 impulsions, le moteur fait un tour, c'est-à-dire que son équivalent d'impulsion est de 360 degrés/131072=9,89 secondes.Il s'agit de 1/655 de l'équivalent d'impulsion d'un moteur pas à pas avec un angle de pas de 1,8 degrés.
Les caractéristiques des basses fréquences sont différentes :
Les moteurs pas à pas sont sujets à des vibrations basse fréquence à basse vitesse.La fréquence des vibrations est liée aux conditions de charge et aux performances du conducteur.On pense généralement que la fréquence de vibration est la moitié de la fréquence de décollage à vide du moteur.Ce phénomène de vibration basse fréquence déterminé par le principe de fonctionnement du moteur pas à pas est très défavorable au fonctionnement normal de la machine.Lorsque le moteur pas à pas fonctionne à basse vitesse, la technologie d'amortissement doit généralement être utilisée pour surmonter le phénomène de vibration basse fréquence, comme l'ajout d'un amortisseur au moteur ou l'utilisation d'une technologie de subdivision sur le pilote, etc.
Le servomoteur AC fonctionne très bien et ne vibre pas même à basse vitesse.Le système d'asservissement AC dispose d'une fonction de suppression de résonance, qui peut couvrir le manque de rigidité de la machine, et le système dispose d'une fonction d'analyse de fréquence (FFT) à l'intérieur du système, qui peut détecter le point de résonance de la machine et faciliter le réglage du système.
Les caractéristiques moment-fréquence sont différentes :
Le couple de sortie du moteur pas à pas diminue avec l'augmentation de la vitesse, et il chutera fortement à une vitesse plus élevée, de sorte que sa vitesse de travail maximale est généralement de 300 à 600 tr/min.Le servomoteur AC a une sortie de couple constante, c'est-à-dire qu'il peut produire un couple nominal dans sa vitesse nominale (généralement 2 000 tr/min ou 3 000 tr/min), et il s'agit d'une puissance de sortie constante au-dessus de la vitesse nominale.
La capacité de surcharge est différente :
Les moteurs pas à pas n'ont généralement pas de capacité de surcharge.Le servomoteur AC a une forte capacité de surcharge.Prenons l'exemple du système servo Panasonic AC, il possède des capacités de surcharge de vitesse et de surcharge de couple.Son couple maximum est trois fois supérieur au couple nominal, qui peut être utilisé pour surmonter le moment d'inertie de la charge inertielle au moment du démarrage.Étant donné que le moteur pas à pas n'a pas ce type de capacité de surcharge, afin de surmonter ce moment d'inertie lors de la sélection d'un modèle, il est souvent nécessaire de sélectionner un moteur avec un couple plus important, et la machine n'a pas besoin d'un couple aussi important pendant fonctionnement normal, donc le couple apparaît.Le phénomène du gaspillage.
Les performances de course sont différentes :
Le contrôle du moteur pas à pas est un contrôle en boucle ouverte.Si la fréquence de démarrage est trop élevée ou si la charge est trop importante, une perte de pas ou un calage se produira facilement.Lorsque la vitesse est trop élevée, un dépassement se produira facilement lorsque la vitesse est trop élevée.Par conséquent, afin de garantir la précision de son contrôle, il doit être manipulé correctement.Problèmes de montée et de décélération.Le système de servomoteur AC est un contrôle en boucle fermée.Le variateur peut directement échantillonner le signal de retour de l'encodeur du moteur, et la boucle de position interne et la boucle de vitesse sont formées.Généralement, il n'y aura pas de perte de pas ni de dépassement du moteur pas à pas, et les performances de contrôle sont plus fiables.
Les performances de réponse en vitesse sont différentes :
Il faut 200 à 400 millisecondes à un moteur pas à pas pour accélérer d'un arrêt à une vitesse de travail (généralement plusieurs centaines de tours par minute).Les performances d'accélération du système servo AC sont meilleures.En prenant le servomoteur CRT AC comme exemple, il ne faut que quelques millisecondes pour accélérer de la vitesse statique à sa vitesse nominale de 3 000 tr/min, qui peut être utilisée dans des occasions de contrôle nécessitant un démarrage et un arrêt rapides.
Pour résumer, le système servo AC est supérieur au moteur pas à pas dans de nombreux aspects des performances.Mais dans certaines situations moins exigeantes, les moteurs pas à pas sont souvent utilisés comme moteurs exécutifs.Par conséquent, dans le processus de conception du système de contrôle, divers facteurs tels que les exigences de contrôle et le coût doivent être pris en compte de manière globale, et un moteur de contrôle approprié doit être sélectionné.
Un moteur pas à pas est un actionneur qui convertit les impulsions électriques en déplacement angulaire.En termes simples : lorsque le pilote pas à pas reçoit un signal d'impulsion, il entraîne le moteur pas à pas pour qu'il tourne d'un angle fixe (et d'un angle de pas) dans la direction définie.
Vous pouvez contrôler le déplacement angulaire en contrôlant le nombre d'impulsions, de manière à atteindre l'objectif d'un positionnement précis ;en même temps, vous pouvez contrôler la vitesse et l'accélération de la rotation du moteur en contrôlant la fréquence d'impulsion, de manière à atteindre l'objectif de régulation de la vitesse.
Il existe trois types de moteurs pas à pas : à aimant permanent (PM), réactif (VR) et hybride (HB).
Le pas à aimant permanent est généralement biphasé, avec un faible couple et un faible volume, et l'angle de pas est généralement de 7,5 degrés ou 15 degrés ;
Le pas réactif est généralement triphasé, ce qui peut réaliser un couple de sortie important, et l'angle de pas est généralement de 1,5 degrés, mais le bruit et les vibrations sont très importants.Dans les pays développés comme l’Europe et les États-Unis, il a été éliminé dans les années 1980 ;
le stepper hybride fait référence à la combinaison des avantages du type à aimant permanent et du type réactif.Il est divisé en deux phases et cinq phases : l'angle de pas biphasé est généralement de 1,8 degrés et l'angle de pas cinq phases est généralement de 0,72 degrés.Ce type de moteur pas à pas est le plus utilisé.
Heure de publication : 25 mars 2023