При выборе электропривода для фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ из каталога fanuc или оборудования для плазменной резки часто возникает вопрос: что лучше — шаговый двигатель или сервопривод? В этой статье рассмотрим, чем они отличаются, когда целесообразно выбрать тот или иной тип.

Устройство и принцип работы шагового двигателя

Шаговый включает синхронный электродвигатель и управляющий контроллер. Контроллер подает сигналы на обмотки статора, поочередно активируя их, заставляя ротор поворачиваться на определенный угол.

Двигатель состоит из статора с несколькими обмотками, а также ротора с постоянными магнитами. При включении катушки возбуждения ротор совершает поворот — шаг. При последовательной активации обмоток ротор вращается, при этом каждый шаг соответствует заранее известному углу.

Такие устройства просты, недороги, но имеют ограничения: сравнительно невысокую скорость, снижение момента при увеличении частоты вращения, а также возможность пропуска шагов при перегрузке.

Устройство и принцип действия сервопривода

Сервопривод устроен сложнее. Он состоит из синхронного двигателя, энкодера (датчика положения и скорости), контроллера. Главное отличие от шагового — наличие обратной связи. При любом отклонении параметров, например, положения, скорости или момента, от заданных система автоматически корректирует работу мотора.

Контроллер отслеживает количество импульсов, поступающих с энкодера, сравнивает их с заданным значением. Пока исполнительный механизм не достигнет нужного положения, двигатель будет продолжать движение. Такая система обеспечивает точное позиционирование, высокую стабильность, повторяемость перемещений.

Отличия шагового двигателя и сервопривода

Шаговые двигатели отличаются простотой конструкции, отсутствием коллекторов, доступной стоимостью. Они не нуждаются в регулярном техническом обслуживании, хорошо переносят механические перегрузки. Однако при высокой нагрузке возможна потеря шагов, что снижает точность обработки.

Сервоприводы, особенно бесщеточные, не уступают шаговым в надежности, но требуют сложной системы управления , а также настройки. Их основное преимущество — это высокая точность позиционирования, стабильность вращения независимо от нагрузки, высокая динамика. При этом стоимость сервопривода выше, а коллекторные модели нуждаются в периодическом обслуживании.

Критерии выбора

Рекомендуем ориентироваться на следующие параметры.

Производительность

Если предполагается обработка крупных или твердых заготовок, лучше отдать предпочтение сервоприводу. Он обеспечит высокую скорость и качество работы. Для менее требовательных задач, а также обработки мягких материалов, таких как пластик или дерево, шаговый будет оптимальным выбором.

Точность

Сервоприводы обеспечивают высокоточное позиционирование даже при переменной нагрузке, что делает их незаменимыми для задач, где точность критична. Шаговые подходят для менее точных операций, т.к. допускают погрешности при превышении нагрузки.

Эксплуатационные расходы

Шаговые двигатели проще в установке, не требуют сложного обслуживания или программирования. Сервоприводы дороже в эксплуатации, требуют более высокой квалификации обслуживающего персонала.

Стоимость

Шаговые значительно дешевле, подходят для ограниченного бюджета. Сервоприводы оправданы, когда важнее производительность, точность.

Уровень шума

Сервоприводы работают тише. Шаговые двигатели, особенно на высоких оборотах, издают характерные звуки, соответствующие частоте шагов.

Заключение

Выбор между моделями зависит от поставленной задачи. Если важны высокая точность, скорость и стабильность при переменной нагрузке — выбирайте сервопривод. Если же необходимо недорогое и простое решение для оборудования официального дилера renishaw средней производительности, шаговый двигатель станет отличным выбором.

Окончательное решение должно быть основано на сочетании технической необходимости или экономической целесообразности — так можно добиться наилучшего баланса между эффективностью и затратами.