השוואה בין הביצועים של מנועי סרוו ומנועי צעד

Nov 15, 2023 השאר הודעה

כמערכת בקרה בלולאה פתוחה, למנוע צעדים יש קשר חיוני עם טכנולוגיית בקרה דיגיטלית מודרנית. במערכת הבקרה הדיגיטלית המקומית, מנוע הצעד נמצא בשימוש נרחב. עם הופעתן של מערכות סרוו AC דיגיטליות לחלוטין, מנועי סרוו AC משמשים יותר ויותר במערכות בקרה דיגיטליות. על מנת להתאים את עצמם למגמת הפיתוח של בקרה דיגיטלית, מנועי צעד או מנועי AC סרוו דיגיטליים משמשים בעיקר כמפעילים במערכות בקרת תנועה. למרות שהשניים דומים מבחינת שיטות הבקרה (אותות פרץ וכיוונים), ישנם הבדלים גדולים בביצועים וביישום. הביצועים של השניים מושווים כעת.


ראשית, דיוק הבקרה שונה
זווית הצעד של מנוע הצעד ההיברידי הדו-פאזי היא בדרך כלל 1.8 מעלות ו-0.9 מעלות, וזווית הצעד של מנוע הצעד ההיברידי דו-פאזי היא בדרך כלל 0.72 מעלות ו-{{ 8}}.36 מעלות . ישנם גם כמה מנועי צעד בעלי ביצועים גבוהים עם זוויות צעדים קטנות יותר לאחר חלוקה. לדוגמה, ניתן להגדיר את זווית הצעד של מנוע הצעד ההיברידי הדו-פאזי המיוצר על ידי Sanyo (SANYO DENKI) ל-1.8 מעלות , 0.9 מעלות , 0.72 מעלות , {{18} }.36 מעלות, {{20}}.18 מעלות, 0.09 מעלות, 0.072 מעלות ו-0.036 מעלות דרך מתג ה-DIP, התואם לזווית הצעד של מנועי צעד היברידיים דו פאזיים וחמישה פאזיים.
דיוק הבקרה של מנוע הסרוו AC מובטח על ידי מקודד סיבובי בקצה האחורי של פיר המנוע. במקרה של מנוע AC סרוו דיגיטלי של Sanyo, עבור מנוע עם מקודד תיל 2000-סטנדרטי, שווה הערך לפולס הוא 360 מעלות /8000=0.045 מעלות בשל הטכנולוגיה המרובעת המשמשת בתוך הדרייבר . עבור מנוע עם מקודד 17-ביט, הדרייבר מבצע סיבוב אחד עבור כל מנוע 131072 פעימות שהוא מקבל, כלומר, שווה הערך לפולס שלו הוא 360 מעלות /131072=0.0027466 מעלות, שזה 1/655 מתוך המקבילה לדופק של מנוע צעד עם זווית צעד של 1.8 מעלות.


שנית, מאפייני התדר הנמוך שונים
מנועי צעד נוטים לרטט בתדר נמוך במהירויות נמוכות. תדירות הרטט קשורה למצב העומס ולביצועי הכונן, ובדרך כלל נחשב כי תדירות הרטט היא מחצית מתדירות ההמראה ללא עומס של המנוע. תופעת רטט בתדר נמוך זו, אשר נקבעת על ידי עקרון העבודה של מנוע הצעד, מזיקה מאוד לפעולה הרגילה של המכונה. כאשר מנוע הצעד פועל במהירות נמוכה, בדרך כלל יש להשתמש בטכנולוגיית שיכוך כדי להתגבר על תופעת הרטט בתדר נמוך, כגון הוספת מנחת למנוע, או שימוש בטכנולוגיית חלוקה לדריבר.
מנוע AC סרוו פועל בצורה חלקה מאוד ואינו רוטט אפילו במהירויות נמוכות. למערכת סרוו AC יש פונקציית דיכוי תהודה לכיסוי חוסר הקשיחות של המכונה, ולמערכת יש פונקציית ניתוח תדרים (FFT) בתוך המערכת, שיכולה לזהות את נקודת התהודה של המכונה ולהקל על התאמת המערכת.


שלישית, מאפייני תדר הרגע שונים
מומנט המוצא של מנוע הצעד יורד עם עליית המהירות, ויירד בחדות במהירות גבוהה יותר, כך שמהירות העבודה המרבית שלו היא בדרך כלל 300~600RPM. מנוע סרוו AC הוא פלט מומנט קבוע, כלומר, בתוך המהירות המדורגת שלו (בדרך כלל 2000RPM או 3000RPM), הוא יכול להפיק את המומנט המדורג, וזהו פלט כוח קבוע מעל המהירות המדורגת.


רביעית, קיבולת עומס היתר שונה
למנועי צעד בדרך כלל אין יכולת עומס יתר. למנוע AC סרוו יש יכולת עומס יתר חזקה. קחו את מערכת הסרוו Sanyo AC כדוגמה, יש לה יכולות עומס מהירות ועומס מומנט. יש לו מומנט מרבי של פי שניים עד שלושה מהמומנט הנקוב וניתן להשתמש בו כדי להתגבר על רגע האינרציה של העומס האינרטי ברגע ההפעלה. מכיוון שלמנוע הצעד אין כושר עומס יתר זה, על מנת להתגבר על מומנט האינרציה במהלך הבחירה, לעיתים קרובות יש צורך לבחור מנוע עם מומנט גדול יותר, והמכונה אינה זקוקה למומנט כה גדול במהלך פעולה רגילה, ולכן יש תופעה של בזבוז מומנט.


חמישית, ביצועי הפעולה שונים
השליטה על מנוע הצעד היא בקרת לולאה פתוחה, תדירות ההתנעה גבוהה מדי או העומס גדול מדי, קל לאבד את הצעד או לעצור את התופעה, והמהירות גבוהה מדי בעצירה, וזה קל לעקוף יתר על המידה, ולכן על מנת להבטיח את דיוק השליטה שלו, יש לטפל בבעיית העלייה והירידה במהירות. מערכת כונן סרוו AC היא בקרת לולאה סגורה, הנהג יכול לדגום ישירות את אות המשוב של מקודד המנוע, ונוצרות טבעת המיקום הפנימית ולולאת המהירות, ובדרך כלל לא יהיה אובדן צעד או חריגה של מנוע הצעד. , וביצועי הבקרה אמינים יותר.


שישית, ביצועי תגובת המהירות שונים
נדרשות 200~400 מילישניות עד למנוע הצעד להאיץ מעמידה למהירות עבודה (בדרך כלל כמה מאות סיבובים לדקה). ביצועי התאוצה של מערכת הסרוו AC טובים, אם ניקח לדוגמה את מנוע הסרוו AC SANYO 400W AC, זה לוקח רק כמה אלפיות שניות כדי להאיץ מעמידה למהירות הנקובת שלו של 3000RPM, שניתן להשתמש בה לאירועי שליטה הדורשים מהיר להתחיל ולהפסיק.


לסיכום, מערכת סרוו AC עדיפה על מנועי צעד בהיבטי ביצועים רבים. עם זאת, במקרים לא תובעניים מסוימים, מנועי צעד משמשים לעתים קרובות כמנועי מפעיל. לכן, בתהליך התכנון של מערכת הבקרה, יש צורך לשקול באופן מקיף את דרישות הבקרה, העלות וגורמים אחרים, ולבחור את מנוע הבקרה המתאים.