Стъпкови двигатели срещу Серво двигатели
Избор между серво мотор и a стъпков мотор може да бъде доста предизвикателство, включващо балансирането на няколко дизайнерски фактора. Разходите, въртящият момент, скоростта, ускорението и схемата на задвижване играят роля при избора на най-добрия двигател за вашето приложение. Прегледахме тяхното използване и силни страни, за да ви помогнем да изберете правилния двигател за вашето приложение.
Общи констатации
Стъпкови двигатели
50 до 100 магнитни двойки
По-лесно за управление
Повече гъвкавост и прецизност
По-добре при ниски скорости
Серво двигатели
От четири до 12 магнитни двойки
По-малко спирки
Може да изисква ротационен енкодер
По-добре при по-високи скорости
Стъпковите и серво двигателите се различават по два основни начина: основната им конструкция и средствата за управление. И двете осигуряват ротационна сила за преместване на система. Степерите имат повече стъпки или позиции, които моторът може да задържи.
Като цяло, серво двигателите са най-добри за приложения с висока скорост и висок въртящ момент. Конструкцията на стъпковия двигател осигурява постоянен задържащ въртящ момент, без да е необходимо двигателят да се захранва. Въртящият момент на стъпков двигател при ниски скорости е по-голям от серво мотор със същия размер. Сервоприемниците обаче могат да постигнат по-висока обща скорост.
Брой стъпки: Стъпковите двигатели предлагат повече разнообразие
Стъпкови двигатели
Повече магнитни двойки, което означава повече стъпки
По-лесно е да стигнете до конкретна стъпка
Серво двигатели
По-малко магнитни двойки
По-малко лесно да отидете до точно място
Стъпковите двигатели обикновено имат 50 до 100 магнитни двойки северен и южен полюс, генерирани от постоянен магнит или електрически ток. За сравнение, серво двигателите имат по-малко полюси, често от 4 до 12 общо.
Всеки предлага естествена точка за спиране на вала на двигателя. По-големият брой стопове позволява на стъпковия двигател да се движи точно и прецизно между всеки и му позволява да работи без обратна връзка за положението за много приложения. Серво двигателите често изискват a ротационен енкодер за да следите позицията на вала на двигателя, особено ако трябва да прави прецизни движения.
Механизъм за задвижване: Степерите са по-прецизни
Стъпкови двигатели
По-лесно се кара до определена позиция
Намерете крайната позиция въз основа на броя стъпки
Серво двигатели
По-трудно да се контролира точно
Отчетете крайната позиция въз основа на регулиращия ток
Задвижването на стъпков двигател до точна позиция е много по-лесно от задвижването на серво мотор. При стъпков двигател единичен импулс за задвижване ще премести вала на двигателя една стъпка, от един полюс до следващия. Тъй като размерът на стъпката на даден двигател е фиксиран при определено количество въртене, преместването до точна позиция е въпрос на изпращане на точния брой импулси.
За разлика от тях, серво двигателите разчитат разликата между текущата позиция на енкодера и позицията, която са получили заповед, и регулират тока, необходим за преместване в правилната позиция. С днешното цифрова електроника, стъпковите двигатели са много по-лесни за управление отколкото серво двигатели.
Производителност: Сервоприводите са по-добри при високи скорости
Серво двигатели
По-нисък максимален оборот (около 2000)
Наличен по-малък въртящ момент при по-високи скорости
Стъпкови двигатели
Може да работи с много по-високи скорости
Не губи въртящ момент с RPM
За приложения, които изискват висока скорост и висок въртящ момент, серво моторите блестят. Стъпковите двигатели достигат пик около скорости от 2000 RPM, докато серво двигателите се предлагат много пъти по-бързо. Серво двигателите също поддържат своя рейтинг на въртящ момент при висока скорост, до 90% от номиналния въртящ момент е наличен от сервопривод при висока скорост.
Серво двигателите са по-ефективни от стъпковите двигатели, с ефективност между 80-90%. Серво моторът може да достави приблизително два пъти номиналния си въртящ момент за кратки периоди, осигурявайки кладенец с капацитет за изтегляне, когато е необходимо. В допълнение, серво двигателите са тихи, налични в AC и DC задвижванеи не вибрират и не страдат от резонансни проблеми.
Стъпковите двигатели губят значителна част от въртящия си момент, когато се приближат до максималната си скорост на водача. Типична е загуба на 80% от номиналния въртящ момент при 90% от максималната скорост. Стъпковите двигатели също не са толкова добри, колкото серво моторите при ускоряване на натоварване. Опитът за ускоряване на натоварване твърде бързо, когато степерът не може да генерира достатъчно въртящ момент, за да премине към следващата стъпка преди следващия импулс на задвижване, ще доведе до пропусната стъпка и загуба на позиция.
Окончателна присъда
Изборът на най-добрия двигател за вашето приложение зависи от няколко ключови критерия за проектиране на вашата система, включително цена, изисквания за позиционна точност, изисквания за въртящ момент, наличност на задвижваща мощност и ускорение изисквания.
Стъпковите двигатели са по-подходящи за приложения с по-ниско ускорение и висок задържащ момент. Серво моторите са в състояние да доставят повече мощност от стъпковите двигатели, но изискват много по-сложни задвижващи схеми и обратна връзка за положението за точно позициониране. Те често изискват скоростни кутии, особено за работа с по-ниска скорост. Изискването за скоростна кутия и енкодер за положение прави конструкциите на серво моторите по-механично сложни и увеличават изискванията за поддръжка на системата.
Ако точността на позициониране е от съществено значение, или натоварването на двигателя никога не трябва да надвишава неговия въртящ момент, или стъпковото устройство трябва да бъде комбинирано с позиционен енкодер, за да се осигури точност. Стъпковите двигатели също страдат от проблеми с вибрации и резонанс. При определени скорости, частично в зависимост от динамиката на натоварването, a стъпковият двигател може да влезе в резонанс и не могат да управляват товара. Това води до пропускане на стъпки, спиране на двигателите, прекомерни вибрации и шум.