Výber medzi servomotorom a krokovým motorom môže byť dosť náročný, pretože zahŕňa vyváženie niekoľkých konštrukčných faktorov. Náklady, krútiaci moment, rýchlosť, zrýchlenie a obvody pohonu – to všetko zohráva úlohu pri výbere najlepšieho motora pre vašu aplikáciu. Skontrolovali sme ich použitie a silné stránky, aby sme vám pomohli vybrať ten správny motor pre vašu aplikáciu.
Celkové zistenia
- 50 až 100 magnetických párov
- Jednoduchšie ovládanie
- Viac flexibility a presnosti
- Lepšie pri nízkych rýchlostiach
- Štyri až 12 magnetických párov
- Menej medzipristátí
- Môže vyžadovať rotačný kódovač
- Lepšie pri vyšších rýchlostiach
Krokové a servomotory sa líšia dvoma kľúčovými spôsobmi: základnou konštrukciou a prostriedkami ovládania. Obidve poskytujú rotačnú silu na pohyb systému. Steppery majú viac krokov alebo polôh, ktoré motor dokáže udržať.
Celkovo sú servomotory najlepšie pre vysokorýchlostné aplikácie s vysokým krútiacim momentom. Konštrukcia krokového motora poskytuje konštantný prídržný moment bez potreby napájania motora. Krútiaci moment krokového motora pri nízkych rýchlostiach je väčší ako servomotor rovnakej veľkosti. Servo však môže dosiahnuť vyššiu celkovú rýchlosť.
Počet krokov: Krokové motory ponúkajú viac rozmanitosti
- Viac magnetických párov, čo znamená viac krokov
- Jednoduchšie dosiahnuť konkrétny krok
- Menej magnetických párov
- Menej ľahké prejsť na presné miesto
Krokové motory majú zvyčajne 50 až 100 magnetických párov severných a južných pólov generovaných buď permanentným magnetom alebo elektrickým prúdom. V porovnaní s tým majú servomotory menej pólov, často celkovo 4 až 12.
Každý ponúka prirodzený bod zastavenia hriadeľa motora. Väčší počet zarážok umožňuje krokovému motoru pohybovať sa presne a presne medzi každým a umožňuje mu pracovať bez spätnej väzby polohy v mnohých aplikáciách. Servomotory často vyžadujú rotačný snímač na sledovanie polohy hriadeľa motora, najmä ak potrebuje vykonávať presné pohyby.
Pohonný mechanizmus: Steppery sú presnejšie
- Jednoduchšie jazdiť na konkrétnu pozíciu
-
Nájdite konečnú pozíciu podľa počtu krokov
- Presnejšie ovládanie je ťažšie
- Prečítať konečnú pozíciu na základe úpravy prúdu
Nastavenie krokového motora do presnej polohy je oveľa jednoduchšie ako poháňanie servomotora. Pri krokovom motore posunie jeden hnací impulz hriadeľ motora o jeden krok, z jedného pólu na druhý. Keďže veľkosť kroku daného motora je pevne stanovená pri určitej rýchlosti otáčania, pohyb do presnej polohy je záležitosťou vyslania správneho počtu impulzov.
Naproti tomu servomotory čítajú rozdiel medzi aktuálnou polohou kódovača a pozíciou, do ktorej dostali príkaz, a upravujú prúd potrebný na presun do správnej polohy. S dnešnou digitálnou elektronikou sa krokové motory ovládajú oveľa jednoduchšie ako servomotory.
Výkon: servá sú lepšie pri vysokých rýchlostiach
- Nižšie maximálne otáčky za minútu (okolo 2 000)
- Menší krútiaci moment dostupný pri vyšších rýchlostiach
- Môže bežať oveľa vyššími rýchlosťami
- Nestráca krútiaci moment s otáčkami za minútu
Pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú rýchlosť a vysoký krútiaci moment, servomotory žiaria. Krokové motory dosahujú maximum otáčok okolo 2 000 otáčok za minútu, zatiaľ čo servomotory sú k dispozícii mnohokrát rýchlejšie. Servomotory si udržujú svoj krútiaci moment aj pri vysokej rýchlosti, až 90 % menovitého krútiaceho momentu je dostupných zo serva pri vysokej rýchlosti.
Serva sú efektívnejšie ako krokové motory, s účinnosťou medzi 80-90%. Servomotor môže krátkodobo dodávať zhruba dvojnásobok menovitého krútiaceho momentu, čím poskytuje dostatok kapacity na čerpanie v prípade potreby. Okrem toho sú servomotory tiché, dostupné v AC a DC pohone a nevibrujú ani netrpia problémami s rezonanciou.
Krokové motory strácajú značnú časť svojho krútiaceho momentu, keď sa blížia k maximálnej rýchlosti vodiča. Typická je strata 80 % menovitého krútiaceho momentu pri 90 % maximálnych otáčok. Krokové motory tiež nie sú také dobré ako servomotory pri zrýchľovaní záťaže. Pokus o zrýchlenie záťaže príliš rýchlo, keď stepper nedokáže vygenerovať dostatočný krútiaci moment na to, aby sa presunul na ďalší krok pred ďalším impulzom pohonu, bude mať za následok preskočenie kroku a stratu polohy.
Konečný verdikt
Výber najlepšieho motora pre vašu aplikáciu závisí od niekoľkých kľúčových kritérií návrhu pre váš systém vrátane nákladov, požiadaviek na presnosť polohy, požiadaviek na krútiaci moment, dostupnosti výkonu pohonu a požiadaviek na zrýchlenie.
Krokové motory sú vhodnejšie pre aplikácie s nižším zrýchlením a vysokým prídržným momentom. Servomotory sú schopné dodať väčší výkon ako krokové motory, ale vyžadujú oveľa zložitejšie hnacie obvody a polohovú spätnú väzbu pre presné polohovanie. Často vyžadujú prevodovky, najmä pre prevádzku pri nižších otáčkach. Požiadavka na prevodovku a snímač polohy robí návrhy servomotorov mechanicky zložitejšími a zvyšuje požiadavky na údržbu systému.
Ak je presnosť polohovania nevyhnutná, zaťaženie motora nesmie nikdy prekročiť jeho krútiaci moment, alebo musí byť krokový pedál kombinovaný s kódovačom polohy, aby sa zabezpečila presnosť. Krokové motory tiež trpia problémami s vibráciami a rezonanciou. Pri určitých rýchlostiach, čiastočne v závislosti od dynamiky záťaže, môže krokový motor vstúpiť do rezonancie a nemôže byť schopný poháňať záťaž. To má za následok preskakovanie krokov, zaseknuté motory, nadmerné vibrácie a hluk.