Мощность шагового сервопривода. Подбор

Как выбрать мощность шагового сервопривода

Профессиональные советы по подбору оптимальной мощности шагового сервопривода.

Сервошаговые приводы - относительно недавняя разработка в области ЧПУ-станкостроения. Они отличаются от обычных шаговых приводов наличием обратной связи по положению ротора - на вал двигателя установлен оптический энкодер, передающий блоку управления данные о положении ротора. Эти данные затем используются для корректировки магнитного поля статора - при наличии точных координат ротора управление полем происходит значительно эффективней, появляется возможность устранить такие негативные явления как резонанс двигателя, увеличить крутящий момент, а главное - устранить наибольший недостаток шаговых двигателей - пропуск шагов при резком изменении нагрузки на ротор. Даже если шаг будет по той или иной причине пропущен двигателем, драйвер, опираясь на данные энкодера, сможет наверстать упущенное, как только представится такая возможность, в крайнем случае - обработка будет остановлена с ошибкой. Данные ценные свойства делают шаговые сервоприводы весьма удобными для применений в промышленной автоматизации, в том числе -- для замены весьма громоздких и энергонеэффективных асинхронных двигателей.

Как подобрать мощность шагового сервопривода для замены асинхронного двигателя?

Если Вы воспользовались советом из соответствующей статьи, и в своем оборудовании решили заменить асинхронный двигатель сервошаговым приводом, Вам нужно будет подобрать привод соответствующей мощности. Но шаговые приводы не характеризуются таким параметром как номинальная мощность: мощность шагового двигателя не постоянна, она достаточно велика в момент удержания, несколько возрастает со скоростью до определенного момента ("точки прорыва"), после чего начинает постепенно снижаться с увеличением ферромагнитных потерь. Крутящий момент с увеличением скорости резко падает, причем график падения условно-приближенно можно считать линейным.

Для подбора привода придется воспользоваться эмпирическими приближениями.

Чтобы выбрать походящий по мощности привод на шаговых двигателях, начните с определения момента, который должен выдавать мотор и нужной скорости вращения. Допустим, от привода требуется момент Md = 10 Нм на скорости 200 об/мин. Для расчета мощности двигателя P используем приближенную формулу:

P = Md × n × 0.1 = 200 Вт

Это приближение позволяет на практике оценивать мощность двигателя прямо с графика скорость-моментной характеристики мотора. Как правило же, мощность и скорость вращения используемого в настоящий момент асинхронного двигателя известна, и можно проделать обратную операцию - получить момент из обратной формулы:

Md = P / (n × ˜0.1) или, иначе, Md = P × z/6.28 × f

где z - число полных шагов на оборот, f - частота шагов в Гц, а затем по моменту и скорости вращения подобрать двигатель, опираясь на документацию и кривую момента.