Stepper Motors vs. Szervo motorok

Választás a szervomotor és a léptetőmotor nagy kihívást jelenthet több tervezési tényező egyensúlyozásával. A költségmegfontolások, a nyomaték, a sebesség, a gyorsulás és a hajtásáramkörök egyaránt szerepet játszanak az alkalmazáshoz legmegfelelőbb motor kiválasztásában. Áttekintettük felhasználásukat és erősségeiket, hogy segítsünk kiválasztani az alkalmazásához megfelelő motort.

Általános megállapítások

A léptető- és szervomotorok két alapvetően különböznek egymástól: alapvető felépítésükben és vezérlésükben. Mindkettő forgóerőt biztosít a rendszer mozgatásához. A léptetőknek több lépcsőfoka vagy pozíciója van, amelyet a motor megtarthat.

Összességében a szervomotorok a legjobbak nagy sebességű és nagy nyomatékú alkalmazásokhoz. A léptetőmotor kialakítása állandó tartónyomatékot biztosít anélkül, hogy a motort táplálni kellene. A léptetőmotor nyomatéka alacsony fordulatszámon nagyobb, mint egy azonos méretű szervomotoré. A szervók azonban nagyobb általános sebességet érhetnek el.

Lépések száma: A léptetőmotorok nagyobb választékot kínálnak

A léptetőmotorokban általában 50-100 mágneses pár északi és déli pólus van, amelyeket állandó mágnes vagy elektromos áram generál. Ehhez képest a szervomotorok kevesebb pólusúak, gyakran összesen 4-12.

Mindegyik természetes leállási pontot kínál a motor tengelyének. A több megálló lehetővé teszi, hogy a léptetőmotor pontosan és precízen mozogjon az egyes ütközők között, és lehetővé teszi, hogy sok pozíció visszajelzés nélkül működjön. alkalmazások. A szervomotorok gyakran megkövetelik a forgó jeladó hogy nyomon kövesse a motor tengelyének helyzetét, különösen, ha pontos mozgásokat kell végrehajtania.

Vezetési mechanizmus: A léptetők pontosabbak

A léptetőmotor pontos helyzetbe állítása sokkal egyszerűbb, mint egy szervomotor meghajtása. Léptetőmotor esetén egyetlen meghajtó impulzus mozgatja a motor tengelyét egy lépéssel, egyik pólusról a másikra. Mivel egy adott motor lépésmérete meghatározott fordulatszámon van rögzítve, a pontos pozíció elérése a megfelelő számú impulzus elküldésének kérdése.

Ezzel szemben a szervomotorok leolvassák az áramjeladó helyzete és a parancsolt pozíció közötti különbséget, és beállítják a megfelelő pozícióba való mozgáshoz szükséges áramerősséget. A maival digitális elektronika, a léptetőmotorok sokkal könnyebben vezérelhetők mint a szervomotorok.

Teljesítmény: A szervók jobbak nagy sebességen

A nagy fordulatszámot és nagy nyomatékot igénylő alkalmazásokhoz a szervomotorok ragyognak. A léptetőmotorok 2000 ford./perc körül érik el a csúcsot, míg a szervomotorok sokkal gyorsabbak. A szervómotorok nagy fordulatszámon is megőrzik névleges nyomatékukat, a névleges nyomaték akár 90%-a elérhető szervóról nagy fordulatszámon.

A szervók hatékonyabbak, mint a léptetőmotorok, 80-90% közötti hatásfokkal. A szervomotor a névleges nyomatékának nagyjából kétszeresét tudja biztosítani rövid időn keresztül, így szükség esetén elegendő kapacitást biztosít. Ráadásul a szervomotorok csendesek, beszerezhetők AC és DC hajtás, és ne rezegjen, és ne szenvedjen rezonanciaproblémáktól.

A léptetőmotorok nyomatékuk jelentős részét elveszítik, amikor megközelítik a maximális vezetői sebességet. Jellemző a névleges nyomaték 80%-os vesztesége a maximális fordulatszám 90%-ánál. A léptetőmotorok szintén nem olyan jók a terhelés gyorsításában, mint a szervomotorok. Ha túl gyorsan próbálnak felgyorsítani egy terhelést, ahol a léptető nem tud elegendő nyomatékot generálni ahhoz, hogy a következő hajtásimpulzus előtt a következő lépésre lépjen, az lépés kihagyást és pozícióvesztést eredményez.

Végső ítélet

Az alkalmazáshoz legjobban illő motor kiválasztása a rendszer néhány kulcsfontosságú tervezési kritériumától függ, beleértve költség, helyzetpontossági követelmények, nyomatékkövetelmények, hajtási teljesítmény rendelkezésre állása és gyorsulása követelményeknek.

A léptetőmotorok jobban megfelelnek kisebb gyorsulású, nagy tartási nyomatékú alkalmazásokhoz. A szervomotorok nagyobb teljesítmény leadására képesek, mint a léptetőmotorok, de sokkal összetettebb meghajtóáramkört és helyzet-visszacsatolást igényelnek a pontos pozicionáláshoz. Gyakran sebességváltót igényelnek, különösen az alacsonyabb sebességű működéshez. A sebességváltóra és a helyzetjeladóra vonatkozó követelmény mechanikailag bonyolultabbá teszi a szervomotorok tervezését, és megnöveli a rendszer karbantartási követelményeit.

Ha a pozicionálási pontosság elengedhetetlen, vagy a motor terhelése soha nem haladhatja meg a nyomatékát, vagy a léptetőt helyzetjeladóval kell kombinálni a pontosság biztosítása érdekében. A léptetőmotorok rezgés- és rezonanciaproblémákkal is küzdenek. Bizonyos sebességeknél, részben a terhelési dinamikától függően, a léptetőmotor rezonanciába léphet és nem tudja vezetni a rakományt. Ez kihagyott lépéseket, leállt motorokat, túlzott vibrációt és zajt eredményez.