Izvēle starp servomotoru un pakāpju motoru var būt diezgan izaicinājums, kas saistīts ar vairāku projektēšanas faktoru līdzsvarošanu. Izmaksu apsvērumi, griezes moments, ātrums, paātrinājums un piedziņas shēmas viss spēlē lomu, izvēloties labāko motoru jūsu pieteikumam.
Galvenās atšķirības starp soļu un servo motori
Stepper un servo motori atšķiras divos galvenajos veidos, to pamata konstrukcijā un kā tās tiek kontrolēti. Steper motori ir liels skaits stabi, magnētiskās pāriem ziemeļu un dienvidu poliem, ko rada pastāvīgs magnēts vai elektriskā strāva, parasti no 50 līdz 100 poliem. Salīdzinājumam, servomotoriem ir pavisam maz stabu, kopumā no 4 līdz 12. Katrs stabs piedāvā dabisku apstāšanās punktu motora vārpstai. Lielāks stabu skaits ļauj stepper motoram precīzi un precīzi pārvietoties starp katru polu un ļauj pakāpienam darboties bez jebkādas pozīcijas atsauksmes daudziem lietojumiem. Servo motori bieži vien prasa pozīcijas kodētāju, lai sekotu motora vārpstas stāvoklim, it īpaši, ja ir vajadzīgas precīzas kustības.
Stepper motora vadīšana precīzā stāvoklī ir daudz vienkāršāka nekā servo motora vadīšana. Ar stepper motoru, viens impulss vilciens virzīs motora vārpstu vienu soli no viena posma uz otru. Tā kā konkrētā motora pakāpiena izmērs ir noteikts ar noteiktu rotācijas lielumu, pāreja uz precīzu stāvokli ir vienkārši jautājums par pareizu impulsu skaita nosūtīšanu. Savukārt servo motori nolasa starpību starp pašreizējo kodētāja pozīciju un pozīciju, uz kuru tie bija komandēti, un tikai pašreizējo, kas nepieciešams, lai pārietu uz pareizo pozīciju. Pateicoties mūsdienu digitālajai elektronikai, stepper motori ir daudz vieglāk kontrolēt nekā servo motori.
Stepper Priekšrocības
Stepper motori piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar servo motoriem ārpus lielāka skaita polu un vieglāk vadīt vadību. Stepper motora dizains nodrošina nemainīgu turēšanas griezes momentu, bez nepieciešamības motoru darbināt. Stepper motora griezes moments zemā ātrumā ir lielāks nekā tāda paša izmēra servomotors. Viena no Stepper motora lielākajām priekšrocībām ir to salīdzinoši zemās izmaksas un pieejamība.
Servo priekšrocības
Lietojumiem, kuriem nepieciešams liels ātrums un liels griezes moments, mirgo servomotori. Stepper motori pārsniedz ātrumu 2000 apgr./min., Bet servo motori ir pieejami daudz ātrāk. Servo motori arī uztur savu griezes momentu ar lielu ātrumu, līdz 90% no nominālā griezes momenta ir pieejams no servopiem ar lielu ātrumu. Servo motori ir arī efektīvāki nekā stepper motori ar efektivitāti 80-90%. Servomotors var īslaicīgi apgādāt apmēram divas reizes ar nominālo griezes momentu, nodrošinot nepieciešamo jaudu no jauna. Turklāt servomotori ir diezgan pieejami, pieejami maiņstrāvas un līdzstrāvas piedziņas režīmā, un tie neveic vibrāciju vai cieš no rezonanses problēmām.
Stepper Limitations
Visām to priekšrocībām, piemēram, Stepper motori ir daži ierobežojumi, kas atkarībā no jūsu pieteikuma var radīt būtiskas ieviešanas un darbības problēmas. Steper motoriem nav rezerves jaudas. Patiesībā steppera motori zaudē ievērojamu sava griezes momenta apjomu, kad viņi sasniedz maksimālo braucēja ātrumu. Tipisks ir 80% no nominālā griezes momenta zudums 90% no maksimālā ātruma. Stepper motori arī nav tik labi, kā servo motori, lai paātrinātu slodzi. Mēģinājums pārāk strauji paātrināt slodzi, ja stepper nevar radīt pietiekami lielu griezes momentu, lai pārietu uz nākamo soli pirms nākamā piedziņas impulsa radīsies izlauztais solis un zaudējums stāvoklī. Ja pozicionēšanas precizitāte ir būtiska, vai nu motora slodze nekad nedrīkst pārsniegt tās griezes momentu, vai pakāpju kombinācija ar pozīcijas kodētāju, lai nodrošinātu pozicionēšanas precizitāti. Stepper motori cieš no vibrācijas un rezonanses problēmām. Pie noteiktiem ātrumiem, daļēji atkarībā no slodzes dinamikas, stepper motors var nonākt rezonanse un nespēj vadīt slodzi.
Rezultātā tiek izlaistas pakāpes, apstājušies motori, pārmērīga vibrācija un troksnis.
Servo ierobežojumi
Servo motori spēj nodrošināt vairāk jaudas nekā stepper motori, bet tiem ir nepieciešama daudz sarežģītāka piedziņas shēma un pozitīvas atsauksmes par precīzu pozicionēšanu. Servo motori ir daudz dārgāki nekā stepper motori, un tos bieži ir grūtāk atrast. Servo motori bieži pieprasa pārnesumu kārbas, jo īpaši mazāku ātrumu veikšanai. Prasība par pārnesumkārbu un pozīcijas kodētāju padara servo motora dizainu daudz mehāniski sarežģītāku un palielina sistēmas tehniskās apkopes prasības. Pirms tam viss tiek izslēgts, servo motori ir dārgāki nekā stepper motori, pirms pievieno pozīcijas kodētāja cenu.
Kopsavilkums
Jūsu lietojumprogrammas labākā motora izvēle ir atkarīga no dažiem galvenajiem jūsu sistēmas konstrukcijas kritērijiem, tostarp izmaksu, pozīcijas precizitātes prasībām, griezes momenta prasībām, piedziņas jaudas pieejamības un paātrinājuma prasībām. Kopumā servo motori ir vislabāk piemēroti liela ātruma, lieliem griezes momenta lietojumiem, bet stepper motori ir labāk piemēroti, lai samazinātu paātrinājumu, lielu turēšanas griezes momenta lietojumu.