הבדלים בין מנועי צעד למנועי סרוו ותרחישי יישום

מנועי צעדהם התקני תנועה בדידים בעלי יתרון עלות נמוכה על פני מנועי סרוו, והם התקנים הממירים אנרגיה מכנית וחשמלית. מנוע הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית נקרא "גנרטור"; מנוע הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית נקרא "מנוע". מנועי צעד ומנועי סרוו הם מוצרי בקרת תנועה שיכולים לאתר במדויק את תנועת ציוד אוטומציה ואת אופן התנועה שלו, ומשמשים בעיקר בייצור ציוד אוטומציה.

ישנם שלושה סוגים של רוטורים למנועי צעד: ריאקטיביים (סוג VR), מגנט קבועים (סוג PM) והיברידיים (סוג HB). 1) ריאקטיביים (סוג VR): גלגל שיניים עם שיני רוטור. 2) מגנט קבועים (סוג PM): רוטור עם מגנט קבוע. 3) היברידיים (סוג HB): גלגל שיניים עם שיני מגנט קבוע ורוטור. מנועי צעד מסווגים לפי הסלילים על הסטטור: יש סדרות דו-פאזיות, תלת-פאזיות וחמש-פאזיות. מנועים עם שני סטטורים הופכים למנועים דו-פאזיים ואלו עם חמישה סטטורים נקראים מנועים חמש-פאזיים. ככל שיש למנוע צעד יותר פאזות וקצב פעימות, כך הוא מדויק יותר.

 

מנועי HB יכולים להשיג תנועה מצטברת קטנה ומדויקת מאוד בצעדים גבוהים, בעוד שמנועי PM בדרך כלל אינם דורשים דיוק בקרה גבוה.מנועי HBיכול להשיג דרישות בקרת תנועה ליניארית מורכבות ומדויקות. מנועי PM קטנים יחסית במומנט ובנפח, בדרך כלל אינם דורשים דיוק בקרה גבוה, והם חסכוניים יותר בעלות. תעשיות: מכונות טקסטיל, אריזות מזון. מבחינת תהליך הייצור ודיוק בקרת המנוע,מנועי צעד HBהם יותר יוקרתיים מאשר מנועי צעד PM.

 

מנועי צעד ומנועי סרוו הם שניהם מוצרי בקרת תנועה, אך נבדלים בביצועי המוצר שלהם. מנוע צעד הוא התקן תנועה נפרד המקבל פקודה ומבצע צעד. מנועי צעד ממירים את אות הפולס הקלט לתזוזה זוויתית. כאשר מנהל התקן מנוע הצעד מקבל אות פולס, הוא מניע את מנוע הצעד להסתובב בזווית קבועה בכיוון שנקבע. מנוע סרוו הוא מערכת סרוו שבה אותות חשמליים מומרים למומנט ומהירות כדי להניע אובייקט בקרה, שיכול לשלוט במהירות ובדיוק המיקום.

 

✓ מנועי צעד ומנועי סרוו שונים למדי מבחינת מאפייני תדר נמוך, מאפייני תדר מומנט וקיבולת עומס יתר.

דיוק בקרה: ככל שיש יותר פאזות ושורות של מנועי צעד, כך הדיוק גבוה יותר; דיוק הבקרה של מנועי סרוו AC מובטח על ידי המקודד הסיבובי בקצה האחורי של ציר המנוע, ככל שיש יותר קנה מידה של המקודד, כך הדיוק גבוה יותר.

✓ מאפייני תדר נמוך: מנועי צעד נוטים לתופעת רעידות בתדר נמוך במהירויות נמוכות, תופעת רעידות בתדר נמוך זו, הנקבעת על ידי עקרון העבודה של מנועי צעד, פוגעת בפעולה הרגילה של המכונה, ובדרך כלל משתמשים בטכנולוגיית ריסון כדי להתגבר על תופעת רעידות בתדר נמוך; למערכות סרוו AC יש פונקציית דיכוי תהודה, שיכולה לכסות על חוסר קשיחות של המכונה. הפעולה חלקה מאוד ואין תופעת רעידות אפילו במהירויות נמוכות.

✓ מאפייני מומנט-תדר: מומנט המוצא של מנועי צעד יורד עם העלייה במהירות, כך שמהירות הפעולה המקסימלית שלהם היא 300-600 סל"ד; מנועי סרוו יכולים להפיק מומנט מדורג עד למהירות מדורג (בדרך כלל 2000-3000 סל"ד), ומעל למהירות המדורגת יש תפוקת הספק קבועה.

✓ יכולת עומס יתר: למנועי צעד אין יכולת עומס יתר; למנועי סרבו יש יכולת עומס יתר חזקה.

✓ ביצועי תגובה: למנועי צעד לוקחים 200-400 מילישניות להאיץ מעמידה למהירות פעולה (כמה מאות סיבובים בדקה); לסרוו AC ביצועי תאוצה טובים יותר וניתן להשתמש בו במצבי בקרה הדורשים התחלה/עצירה מהירים. סרוו AC Panasonic MASA 400W, לדוגמה, מאיץ מעמידה למהירות המדורגת של 3000 סל"ד תוך מספר מילישניות בלבד.

ביצועים תפעוליים: מנועי צעד מבוקרים בלולאה פתוחה, והם נוטים לאובדן צעד או חסימה כאשר תדר ההתחלה גבוה מדי או העומס גדול מדי, ולמהירות יתר כאשר המהירות גבוהה מדי בעת עצירה; מנועי סרוו AC מבוקרים בלולאה סגורה, והנהג יכול לדגום ישירות את אות המשוב של מקודד המנוע, כך שבדרך כלל אין אובדן צעד או מהירות יתר של מנוע הצעד, וביצועי הבקרה אמינים יותר.

 

מנוע סרוו AC עדיף על מנוע צעד מבחינת ביצועים, אך למנוע צעד יש יתרון של מחיר נמוך. מנוע סרוו AC עדיף על מנועי צעד מבחינת מהירות תגובה, קיבולת עומס יתר וביצועי ריצה, אך מנועי צעד משמשים בתרחישים פחות תובעניים בשל יתרון העלות-ביצועים שלהם. בעזרת טכנולוגיית לולאה סגורה, מנועי צעד בלולאה סגורה יכולים לספק דיוק ויעילות מצוינים, מה שיכול להשיג חלק מהביצועים של מנועי סרוו, אך יש לו גם יתרון של מחיר נמוך.

 

הביטו קדימה וסמנו תחומים מתפתחים. יישומי מנועי צעד עברו שינויים מבניים, כאשר השוק המסורתי הגיע לרוויה ותעשיות חדשות צצות. מנועי הבקרה ומוצרי מערכות ההנעה של החברה מפוזרים עמוק בתחומי מכשירים רפואיים, רובוטי שירות, אוטומציה תעשייתית, מידע ותקשורת, אבטחה ותעשיות מתפתחות אחרות, המהוות נתח גדול יחסית מהעסק הכולל וצומחות בקצב מהיר. הביקוש למנועי צעד קשור לכלכלה, לטכנולוגיה, לרמת האוטומציה התעשייתית ולרמת הפיתוח הטכני של מנועי צעד עצמם. השוק הגיע לרוויה בתעשיות מסורתיות כגון אוטומציה משרדית, מצלמות דיגיטליות ומכשירי חשמל ביתיים, בעוד שתעשיות חדשות ממשיכות לצוץ, כגון הדפסה תלת-ממדית, ייצור אנרגיה סולארית, ציוד רפואי ויישומי רכב.

שדות	יישומים ספציפיים
אוטומציה משרדית	מדפסות, סורקים, מכונות צילום, מדפסות רב-תכליתיות וכו'.
תאורת במה	בקרת כיוון אור, מיקוד, הסטה של ​​צבע, בקרת נקודתית, אפקטים של תאורה וכו'.
בַּנקָאוּת	כספומטים, הדפסת שטרות, ייצור כרטיסי אשראי, מכונות לספירת כסף ועוד.
רְפוּאִי	סורק CT, מכשיר אנליזת המטולוגיה, מכשיר אנליזת ביוכימיה ועוד.
תַעֲשִׂיָתִי	מכונות טקסטיל, מכונות אריזה, רובוטים, מסועים, קווי הרכבה, מכונות השמה וכו'.
תִקשׁוֹרֶת	התאמת אותות, מיקום אנטנות ניידות וכו'.
בִּטָחוֹן	בקרת תנועה למצלמות מעקב.
רכב	בקרת שסתומי שמן/גז, מערכת היגוי קלה.

 

תעשייה מתפתחת 1: הדפסת תלת-ממד ממשיכה לפרוץ דרך בטכנולוגיית מו"פ ולהרחיב את תרחישי היישומים במורד הזרם, כאשר השווקים המקומיים והבינלאומיים צומחים בקצב של כ-30%. הדפסת תלת-ממד מבוססת על מודלים דיגיטליים, הערמת חומרים שכבה אחר שכבה ליצירת אובייקטים פיזיים. המנוע הוא רכיב כוח חשוב במדפסת התלת-ממד, ודיוק המנוע משפיע על השפעת הדפסת התלת-ממד, בדרך כלל הדפסה תלת-ממדית באמצעות מנועי צעד. בשנת 2019, היקף תעשיית הדפסת התלת-ממד העולמית עמד על 12 מיליארד דולר, עלייה של 30% משנה לשנה.

 

תעשייה מתפתחת 2: רובוטים ניידים נשלטים על ידי מחשב, עם פונקציות כגון תנועה, ניווט אוטומטי, בקרת חיישנים מרובים, אינטראקציה עם רשת וכו'. השימוש החשוב ביותר בייצור מעשי הוא טיפול, עם רמה גבוהה של אי-סטנדרטיזציה.

מנועי צעד משמשים במודול ההנעה של רובוטים ניידים, ומבנה ההנעה הראשי מורכב ממנועי הנעה וגלגלי הילוכים (תיבת הילוכים). למרות שתעשיית הרובוטים התעשייתיים המקומית החלה באיחור בהשוואה למדינות זרות, היא מקדימה את המדינות הזרות בתחום הרובוטים הניידים. כיום, רכיבי הליבה של רובוטים ניידים מיוצרים בעיקר באופן מקומי, וחברות מקומיות עמדו למעשה בדרישות הדיוק בכל ההיבטים, ויש פחות חברות מתחרות זרות.

 

גודל שוק הרובוטים הניידים בסין יעמוד על כ-6.2 מיליארד דולר בשנת 2019, עלייה של 45% משנה לשנה. השקה בינלאומית של רובוטי ניקוי מקצועיים עם עלייה משמעותית ביעילות הניקוי. השקת "הרובוט השני" בשנת 2018 מגיעה לאחר השקת הרובוט ההומנואידי. "הרובוט השני" הוא רובוט שואב אבק מסחרי אינטליגנטי עם חיישנים מרובים לזיהוי מכשולים, מדרגות ותנועות אנושיות. הוא יכול לפעול במשך שלוש שעות בטעינה אחת ויכול לנקות עד 1,500 מ"ר. "הרובוט השני" יכול להחליף את רוב עומס העבודה היומיומי של צוות הניקיון ויכול להגדיל את תדירות שאיבת האבק והניקיון בנוסף לעבודות הניקיון הקיימות.

 

תעשייה מתפתחת 3: עם הצגת 5G, מספר האנטנות לתחנות בסיס תקשורת עולה וגם מספר המנועים הנדרשים עולה. באופן כללי, נדרשות 3 אנטנות לתחנות בסיס תקשורת רגילות, 4-6 אנטנות לתחנות בסיס 4G, ועלייה נוספת במספר תחנות הבסיס והאנטנות עבור יישומי 5G, שכן הן צריכות לכסות יישומי תקשורת טלפונים ניידים מסורתיים ותקשורת IoT. מוצרי מנועי בקרה עם רכיבי תיבת הילוכים הופכים לפיתוח מותאם אישית מרכזי עבור מפעלי אנטנות לתחנות בסיס. מנוע בקרה אחד עם תיבת הילוכים משמש עבור כל אנטנת ESC.

 

 

מספר תחנות הבסיס של 4G גדל ב-1.72 מיליון בשנת 2019, ובניית 5G צפויה לפתוח מחזור חדש. בשנת 2019 מספר תחנות הבסיס לטלפונים ניידים בסין הגיע ל-8.41 מיליון, מתוכם 5.44 מיליון היו תחנות בסיס 4G, המהוות 65%. בשנת 2019 מספר תחנות הבסיס החדשות של 4G גדל ב-1.72 מיליון, העלייה הגדולה ביותר מאז 2015, בעיקר עקב 1) הרחבת הרשת לכיסוי נקודות מתות באזורים כפריים. 2) קיבולת הליבה של הרשת תשודרג כדי להניח את היסודות לבניית רשת 5G. רישיון מסחרי 5G של סין יונפק ביוני 2019, ועד מאי 2020 ייפתחו יותר מ-250,000 תחנות בסיס 5G ברחבי המדינה.

 

תעשייה מתפתחת 5: מכשור רפואי הוא אחד מתרחישי היישומים העיקריים למנועי צעד, והוא אחד התחומים בהם Vic-Tech מעורבת עמוקות. ממתכת ועד פלסטיק, מכשור רפואי דורש רמת דיוק גבוהה בייצורו. יצרני מכשור רפואי רבים משתמשים במנועי סרוו כדי לעמוד בדרישות הדיוק, אך מכיוון שמנועי צעד חסכוניים וקטנים יותר ממנועי סרוו, והדיוק יכול לעמוד בדרישות של מכשירים רפואיים מסוימים, מנועי צעד משמשים בתעשיית ייצור המכשור הרפואי ואף מחליפים חלק ממנועי הסרוו.