サーボモーターとステッピングモーターの性能比較

07-12-2022

開ループ制御システムとして、モーターは最新のデジタル制御技術との重要なつながりを持っています。現在の国内のデジタル制御システムでは、ステッピングモーターが広く使用されています。全デジタル 交流 サーボ システムの出現により、交流 サーボ モーターはデジタル制御システムでますます使用されています。デジタル制御の開発動向に適応するために、ステッピング モーターまたは全デジタル 交流 サーボ モーターは、主にモーション コントロール システムのエグゼクティブ モーターとして使用されます。この 2 つは制御モード (パルス列と方向信号) が似ていますが、パフォーマンスとアプリケーションの機会に大きな違いがあります。


1. 制御精度の違い


2. 低域特性の違い

        ステッピング モーターは、低速で低周波の振動を起こしやすい傾向があります。振動周波数は、負荷条件とドライバの性能に関連しています。一般に、振動周波数はモーターの無負荷離陸周波数の半分であると考えられています。ステッピングモーターの動作原理によって決定されるこの低周波振動現象は、機械の通常の動作に非常に不利です。ステッピングモーターが低速で動作する場合、モーターにダンパーを追加したり、ドライバーに細分化技術を使用したりするなど、低周波振動現象を克服するために一般的にダンピング技術を使用する必要があります。

        ACサーボモーターは非常にスムーズに回転し、低速でも振動しません。ACサーボシステムには、機械の剛性不足をカバーできる共振抑制機能と、システム内に周波数解析機能(FFT)を搭載し、機械の共振点を検出してシステム調整を容易にします。


3. モーメント-周波数特性が異なる

        ステッピング モーターの出力トルクは速度の増加とともに減少し、速度が上がると急激に低下するため、その最大動作速度は一般的に 300 ~ 600 RPM です。交流 サーボ モーターは、定トルク出力、つまり、定格回転数 (通常は 2000RPM または 3000RPM) 内で定格トルクを出力でき、定格回転数を超えると一定の電力を出力します。


4. 異なる過負荷容量

        ステッピング モーターには、通常、過負荷機能がありません。ACサーボモーターは過負荷に強い。山陽 交流 サーボ システムを例にとると、速度過負荷とトルク過負荷の機能があります。最大トルクは定格トルクの2~3倍で、始動時の慣性負荷の慣性モーメントに打ち勝つことができます。ステッピングモータにはこのような過負荷耐量がないため、モデルを選択する際にこの慣性モーメントを克服するために、より大きなトルクを持つモータを選択する必要があることが多く、機械は使用中にそれほど大きなトルクを必要としません。通常の操作なので、トルクが表示されます。廃棄物現象。

       

5. 操作性能の違い

        ステッピングモータの制御はオープンループ制御です。起動周波数が高すぎたり、負荷が大きすぎたりすると、脱調やストールが発生しやすくなります。速度が速すぎると、速度が速すぎるとオーバーシュートが発生しやすくなります。したがって、その制御精度を確保するためには、適切に取り扱う必要があります。上昇と減速の問題。ACサーボ駆動方式はクローズドループ制御です。ドライブはモーターエンコーダーのフィードバック信号を直接サンプリングでき、内部の位置ループと速度ループが形成されます。一般に、ステッピング モーターのステップ ロスやオーバーシュートはなく、制御性能はより信頼できます。

       

6. 異速度応答性能

        ステッピング モーターが停止状態から動作速度 (通常は毎分数百回転) まで加速するには、200 ~ 400 ミリ秒かかります。ACサーボ方式の加速性能は良好です。山陽 400W 交流 サーボモーターを例にとると、静止状態から 3000RPM の定格速度まで加速するのに数ミリ秒しかかからず、迅速な始動と停止が必要な制御場面で使用できます。

       

要約すると、交流 サーボ システムは多くの点でステッピング モーターよりも優れています。しかし、それほど要求の厳しい状況では、ステッピング モーターはエグゼクティブ モーターとしてよく使用されます。したがって、制御システムの設計プロセスでは、制御要件やコストなどのさまざまな要因を総合的に考慮し、適切な制御モータを選択する必要があります。


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