Servo motorji se uporabljajo kot aktuatorji v krmilnem sistemu za CNC stroji za pretvorbo prejetih električnih signalov v kotni premik ali kotno hitrost, ki se oddaja na gred motorja. Rotor znotraj servo motorja je trajni magnet. Trifazna elektrika U/V/W, ki jo krmili gonilnik, tvori elektromagnetno polje. Rotor se vrti pod vplivom tega magnetnega polja. Hkrati dajalnik motorja posreduje signal nazaj gonilniku, gonilnik pa primerja ciljno vrednost z vrednostjo povratne zveze. Vrednosti se primerjajo in prilagodi se kot vrtenja rotorja.
Natančnost servo motorja je določena z natančnostjo dajalnika, kar pomeni, da ima servo motor sam funkcijo pošiljanja impulzov. Vsakič, ko se zavrti za en kot, odda ustrezno število impulzov, tako da impulzi servo pogona in dajalnika servo motorja tvorijo odziv. Gre torej za krmiljenje z zaprto zanko.
Koračni motor je naprava s koračnim motorjem z odprto zanko in krmilnim elementom, ki pretvarja električne impulzne signale v kotni ali linearni premik. V primeru nepreobremenitve sta hitrost motorja in položaj zaustavitve odvisna le od frekvence impulznega signala in števila impulzov, spremembe obremenitve pa nanju ne vplivajo.
Ko gonilnik koračnega motorja prejme impulzni signal, poganja koračni motor, da se zavrti za fiksni kot v nastavljeni smeri, kar imenujemo "kot koraka". Koračni motor lahko nadzoruje kotni premik z nadzorom števila impulzov, da se doseže namen natančnega pozicioniranja. Prav tako lahko nadzoruje hitrost in pospešek vrtenja motorja z nadzorom frekvence impulzov gonilnika, da se doseže namen visoke hitrosti. Zato je koračni motor krmiljen z odprto zanko.
Razlika med koračnimi motorji in servo motorji
krmilnik
Krmilnik koračnega motorja je elektronski izdelek, ki lahko oddaja enakomerne impulzne signale. Ko signal, ki ga oddaja, vstopi v gonilnik koračnega motorja, ga gonilnik pretvori v močan tokovni signal, ki ga koračni motor potrebuje za delovanje. Krmilnik koračnega motorja lahko natančno krmili vrtenje koračnega motorja za vse kote. Gonilnik prejme impulzni signal. Vsakič, ko prejme impulz, gonilnik odda motorju impulz, da se motor zavrti za določen kot. Zaradi te lastnosti se koračni motorji danes pogosto uporabljajo v različnih panogah.
Krmilnik servo motorja je krmilnik, ki se uporablja za krmiljenje servo motorja. Njegova funkcija je podobna delovanju frekvenčnega pretvornika, ki deluje na navaden izmenični motor. Je del servo sistema in se uporablja predvsem v visoko natančnih sistemih za pozicioniranje. Na splošno se servo motor krmili na tri načine: položaj, hitrost in navor, da se doseže visoko natančno pozicioniranje prenosnega sistema. Trenutno je vrhunski izdelek prenosne tehnologije.
Natančnost nadzora
Več faz in utripov koračnega motorja pomeni večjo natančnost. Servo motor temelji na vgrajenem enkoderju. Večja kot je skala enkoderja, večja je natančnost.
Nadzorne metode
Eno je krmiljenje z odprto zanko, drugo pa krmiljenje z zaprto zanko.
Nizkofrekvenčne značilnosti
Koračni motorji so pri nizkih hitrostih nagnjeni k nizkofrekvenčnim vibracijam. Za premagovanje nizkofrekvenčnih vibracij se običajno uporablja tehnologija dušenja ali delitve, medtem ko servo motorji pri nizkih hitrostih ne vibrirajo. AC servo sistem ima funkcijo zatiranja resonance, ki lahko prekrije pomanjkanje togosti CNC stroja, sistem pa ima vgrajeno funkcijo frekvenčne analize (FFT), ki lahko zazna resonančno točko CNC stroja in olajša nastavitev sistema.
Karakteristike frekvence navora
Izhodni navor koračnega motorja se bo z naraščanjem hitrosti zmanjševal, servo motor na izmenični tok pa ima konstanten izhodni navor.
Preobremenitvena zmogljivost
Koračni motorji nimajo preobremenitvene zmogljivosti, medtem ko imajo AC motorji močnejšo preobremenitveno zmogljivost.
Delovna uspešnost
Koračni motor uporablja krmiljenje z odprto zanko. Če je zagonska frekvenca previsoka ali obremenitev prevelika, lahko pride do izgube korakov ali zastoja. Ko je hitrost previsoka, lahko pride do prekoračitve. Servo sistem ima krmiljenje z zaprto zanko. Pogon lahko neposredno vzorči povratni signal dajalnika motorja. Zanka položaja in zanka hitrosti sta oblikovani znotraj. Na splošno ne bo izgube korakov ali prekoračitve koračnega motorja, krmiljenje pa je zanesljivejše.
Hitrost odziva
Koračni motor potrebuje več sto milisekund, da pospeši iz mirovanja do delovne hitrosti, medtem ko ima AC servo sistem boljše pospeševalne lastnosti, običajno le nekaj milisekund, in se lahko uporablja v krmilnih situacijah, ki zahtevajo hiter zagon in zaustavitev.
Servo sistem AC je v mnogih vidikih delovanja boljši od koračnih motorjev. Vendar pa se koračni motorji pogosto uporabljajo kot izvršilni motorji v manj zahtevnih primerih. Zato je treba pri načrtovanju krmilnega sistema celovito upoštevati različne dejavnike, kot so zahteve glede krmiljenja in stroški, ter izbrati primeren krmilni motor.
