Каждый инженер, который проектировал какой либо регулируемый, управляемый приводом вращательного движения механизм, стоял перед выбором: шаговый двигатель или сервопривод? В этой статье я попытаюсь максимально доступно описать преимущества и недостатки каждого варианта.
Шаговый эектродивгатель - двигатель постоянного тока без обратной связи. Каждый импульс, поданный контроллером (драйвером) на обмотки такого двигателя, заставляет поворачиваться его вал на строго определенный угол (шаг). Для того чтобы определится какие асинхронные двигатели выбрать для работы, перейдите на указанный сайт. Однако, не факт, что вал двигателя повернется таки. Шаг может быт пропущен по причине нехватки крутящего момента или в результате резонанса, но из-за отсутствия обратной связи система управления об этом не знает и работает как ни в чем не бывало. А ведь вся траектория движения уже смещена...
В настоящее время наиболее распространены шаговые двигатели с количеством полных шагов на оборот равным 200, таким образом их угловое перемещение за полный шаг равно 360/200=1,8 градуса.
Если требуется повернуть вал электродвигателя на угол, меньший полного шага, то применяют микрошаговый режим, который целиком и полностью реализуется контроллером. Современные контроллеры уверенно реализуют режим дробления шага до 1/500 от полного шага.
Сервопривод - двигатель постоянного или переменного тока, асинхронный или синхронный, управляемый сервоконтролером. В отличии от шагового двигателя у него присутствует обратная связь по положению ротора, которая чаще всего реализуется при помощи энкодера. Например, если требуется повернуть вал серводвигателя точно на величину, скажем, 5 полных оборотов, то этому перемещению будет соответствовать строго определенное количество импульсов от энкодера, которое зависит от его разрешения на 1 оборот. Если разрешающая способность энкодера равна 2500 имп/оборот, то 5 оборотам вала серводвигателя соответствует 12500 импульсов от энкодера и сервоконтролер не прекратит подачу сигналов двигателю до тех пор, пока не получит все 12500 импульсов от энкодера. Такой примитивный пример поможет вам лучше представить принцип работы сервопривода.
А теперь давайте разберемся какой из вариантов в каких случаях предпочтительней.
Достоинства шагового привода:
- Простота использования;
- Невысокая стоимость;
- Наличие момента удержания - усилия, которое необходимо приложить к валу двигателя в состоянии покоя, чтобы он повернулся - иногда очень нужное свойство;
- Долговечность;
- Высокий момент.
Недостатки шагового привода:
- Отсутствие обратной связи;
- Тихоходность (скорости до 1200 об/мин);
- Присуще явление резонанса.
Достоинства сервопривода:
- Наличие обратной связи;
- Надежность;
- Долговечность;
- Высокие динамические характеристики (скорости до 8000 об/мин)
Недостатки сервопривода:
- Высокая стоимость;
- Отсутствие момента удержания.
Как видим, выбор не всегда однозначен. Если вам нужна точность вне зависимости от обстоятельств и высокие скорости, то ваш выбор - сервопривод. Если же ограничен бюджет - применяйте шаговый привод.