Параўнанне мікракрокавага рухавіка і рухавіка пастаяннага току N20: калі выбіраць крутоўны момант, а калі кошт?

У працэсе праектавання дакладнага абсталявання выбар крыніцы харчавання часта вызначае поспех або няўдачу ўсяго праекта. Калі прастора для праектавання абмежаваная і трэба зрабіць выбар паміж мікракрокавымі рухавікамі і ўсюдыіснымі рухавікамі пастаяннага току N20, многія інжынеры і менеджэры па закупках будуць глыбока разважаць: ці варта ім імкнуцца да дакладнага кіравання і высокага крутоўнага моманту крокавых рухавікоў, ці выбраць перавагу ў кошце і простае кіраванне рухавікамі пастаяннага току? Гэта не толькі тэхнічнае пытанне з некалькімі варыянтамі адказаў, але і эканамічнае рашэнне, звязанае з бізнес-мадэллю праекта.

I、 Кароткі агляд асноўных функцый: два розныя тэхнічныя шляхі

Мікракрокавы рухавік:кароль дакладнасці ў кіраванні з разамкнутым контурам

Прынцып працы:Дзякуючы лічбаваму імпульснаму кіраванню кожны імпульс адпавядае фіксаванаму вуглавому зрушэнню

Асноўныя перавагі:дакладнае пазіцыянаванне, высокі крутоўны момант, выдатная стабільнасць на нізкай хуткасці

Тыповыя сферы прымянення:3D-прынтары, дакладныя прыборы, робатызаваныя суставы, медыцынскае абсталяванне

Рухавік пастаяннага току N20: Рашэнне па эфектыўнасці, якое палягае ў кошце і першачарговай эфектыўнасці

Прынцып працы: Кіруйце хуткасцю і крутоўным момантам праз напружанне і ток

Асноўныя перавагі: нізкі кошт, простае кіраванне, шырокі дыяпазон хуткасцей, высокая энергаэфектыўнасць

Тыповыя сферы прымянення: невялікія помпы, сістэмы замкаў для дзвярэй, цацачныя мадэлі, вентылятары

II、 Глыбокае параўнанне васьмі вымярэнняў: дадзеныя раскрываюць праўду

1. Дакладнасць пазіцыянавання: розніца паміж міліметровым узроўнем і крокавым узроўнем

Мікракрокавы рухавік:З тыповым вуглом кроку 1,8°, ён можа дасягнуць да 51200 падзелаў/абаротаў з дапамогай мікракрокавага прывада, а дакладнасць пазіцыянавання можа дасягаць ± 0,09°.

Рухавік пастаяннага току N20: няма ўбудаванай функцыі пазіцыянавання, для кантролю становішча патрабуецца энкодэр, інкрэментальны энкодэр звычайна забяспечвае 12-48CPR

Меркаванне інжынера: У выпадках, калі патрабуецца абсалютнае кіраванне становішчам, крокавыя рухавікі з'яўляюцца натуральным выбарам; для прыкладанняў, якія патрабуюць кіравання больш высокай хуткасцю, больш падыходзяць рухавікі пастаяннага току.

2. Характарыстыкі крутоўнага моманту: падтрымлівайце баланс паміж крывой крутоўнага моманту і хуткасці

Мікракрокавы рухавік:з выдатным круцільным момантам (напрыклад, рухавік NEMA 8 да 0,15 Н·м), стабільны круцільны момант на нізкіх хуткасцях

Рухавік пастаяннага току N20:Крутоўны момант памяншаецца з павелічэннем хуткасці, высокая хуткасць халастога ходу, але абмежаваны крутоўны момант пры блакіраваным ротары

Параўнальная табліца фактычных дадзеных выпрабаванняў:

3. Складанасць кіравання: тэхнічныя адрозненні паміж імпульсным і ШІМ-рэгуляваннем

Кіраванне крокавым рухавіком:патрабуецца спецыяльны драйвер крокавага рухавіка для падачы імпульсных сігналаў і сігналаў кірунку

Кіраванне рухавіком пастаяннага току:Простая схема H-моста можа дасягнуць прамога і зваротнага кручэння і рэгулявання хуткасці

4. Аналіз выдаткаў: адлюстраванне цаны за адзінку да агульнага кошту сістэмы

Кошт рухавіка за адзінку: Рухавік пастаяннага току N20 звычайна мае значную перавагу ў цане (аптовая купля каля 1-3 долараў ЗША)

Агульны кошт сістэмы: Сістэма крокавага рухавіка патрабуе дадатковых драйвераў, але сістэма пазіцыянавання рухавіка пастаяннага току патрабуе энкодэраў і больш складаных кантролераў.

Перспектыва закупак: Невялікія партыі навукова-даследчых праектаў могуць больш засяроджвацца на цане за адзінку, у той час як праекты масавай вытворчасці павінны разлічваць агульны кошт сістэмы.

III、 Кіраўніцтва па прыняцці рашэнняў: дакладны выбар пяці сцэнарыяў прымянення

Сцэнар 1: Прымяненне, якое патрабуе дакладнага кантролю становішча

Рэкамендаваны выбар:Мікракрокавы рухавік

Прычына:Кіраванне з адкрытым контурам дазваляе дасягнуць дакладнага пазіцыянавання без неабходнасці складаных сістэм зваротнай сувязі

Прыклад:Рух экструзійнай галоўкі 3D-прынтара, дакладнае пазіцыянаванне платформы мікраскопа

Сцэнар 2: Масавая вытворчасць, якая надзвычай адчувальная да выдаткаў

Рэкамендаваны выбар:Рухавік пастаяннага току N20

Прычына:Значна знізіць выдаткі на спецыфікацыю матэрыялаў, забяспечваючы пры гэтым базавую функцыянальнасць

Прыклад: Кіраванне клапанамі бытавой тэхнікі, недарагі прывад для цацак

Сцэнар 3: Прымяненне з лёгкай нагрузкай і вельмі абмежаванай прасторай

Рэкамендаваны выбар: Рухавік пастаяннага току N20 (з рэдуктарам)

Прычына: Невялікі памер, які забяспечвае разумны крутоўны момант у абмежаванай прасторы

Прыклад: рэгуляванне карданнага падвеса беспілотніка, невялікія суставы пальцаў робата

Сцэнар 4: Вертыкальныя прымяненні, якія патрабуюць высокага крутоўнага моманту

Рэкамендаваны выбар:Мікракрокавы рухавік

Прычына: Можа захоўваць пазіцыю пасля адключэння электраэнергіі, не патрабуецца механічная тармазная прылада

Прыклад:Невялікі пад'ёмны механізм, падтрыманне вугла нахілу камеры

Сцэнар 5: Прымяненне, якое патрабуе шырокага дыяпазону хуткасцей

Рэкамендаваны выбар: Рухавік пастаяннага току N20

Прычына: ШІМ можа плаўна дасягнуць маштабнага рэгулявання хуткасці

Прыклад: Рэгуляванне патоку мікрапомпаў, кіраванне хуткасцю ветру вентыляцыйнага абсталявання

IV、 Гібрыднае рашэнне: разбурэнне бінарнага мыслення

У некаторых высокапрадукцыйных прыкладаннях можна разгледзець спалучэнне дзвюх тэхналогій:

Асноўны рух выкарыстоўвае крокавы рухавік для забеспячэння дакладнасці

Дапаможныя функцыі выкарыстоўваюць рухавікі пастаяннага току для кантролю выдаткаў

Крокі з замкнёным контурам забяспечваюць кампраміснае рашэнне ў сітуацыях, калі патрабуецца надзейнасць

Інавацыйны прыклад: У канструкцыі высакаякаснай кавамашыны выкарыстоўваецца крокавы рухавік для забеспячэння дакладнага становішча прыпынку для пад'ёму заварной галоўкі, а рухавік пастаяннага току выкарыстоўваецца для кантролю выдаткаў на вадзяны помпа і кавамолку.

V、 Будучыя тэндэнцыі: як тэхналагічныя распрацоўкі ўплываюць на выбар

Эвалюцыя тэхналогіі крокавых рухавікоў:

Спрошчаная канструкцыя сістэмы інтэлектуальнага крокавага рухавіка з інтэграваным драйверам

Новая канструкцыя магнітнага ланцуга з большай шчыльнасцю крутоўнага моманту

Цэны з году ў год зніжаюцца, пранікаючы ў сярэднябюджэтныя прылады.

Удасканаленне тэхналогіі рухавікоў пастаяннага току:

Бесшчоткавы рухавік пастаяннага току (BLDC) забяспечвае больш працяглы тэрмін службы

Пачынаюць з'яўляцца інтэлектуальныя рухавікі пастаяннага току з інтэграванымі энкодэрамі

Выкарыстанне новых матэрыялаў працягвае зніжаць выдаткі

VI、 Схема практычнага працэсу адбору

Выконваючы наступны працэс прыняцця рашэнняў, можна рабіць выбар сістэматычна:

Выснова: Пошук балансу паміж тэхналагічнымі ідэаламі і бізнес-рэаліяй

Выбар паміж мікракрокавым рухавіком і рухавіком пастаяннага току N20 ніколі не з'яўляецца простым тэхнічным рашэннем. Ён увасабляе мастацтва балансавання паміж імкненнем інжынераў да прадукцыйнасці і кантролем выдаткаў з боку закупак.

Асноўныя прынцыпы прыняцця рашэнняў:

Калі дакладнасць і надзейнасць з'яўляюцца галоўнымі меркаваннямі, выбірайце крокавы рухавік

Калі кошт і прастата дамінуюць, выбірайце рухавік пастаяннага току

Калі вы знаходзіцеся ў сярэдняй зоне, старанна разлічыце агульны кошт сістэмы і выдаткі на доўгатэрміновае абслугоўванне.

У сучасным хутка зменлівым тэхналагічным асяроддзі мудрыя інжынеры не прытрымліваюцца аднаго тэхнічнага маршруту, а робяць найбольш рацыянальны выбар, зыходзячы з канкрэтных абмежаванняў і бізнес-мэтаў праекта. Памятайце, што не існуе «лепшага» рухавіка, ёсць толькі «найбольш прыдатнае» рашэнне.