Krokové motory vs. Servomotory

Výber medzi servomotorom a a krokový motor môže predstavovať veľkú výzvu zahŕňajúcu vyváženie niekoľkých konštrukčných faktorov. Náklady, krútiaci moment, rýchlosť, zrýchlenie a obvody pohonu, to všetko zohráva úlohu pri výbere najlepšieho motora pre vašu aplikáciu. Preskúmali sme ich použitie a silné stránky, aby sme vám pomohli vybrať ten správny motor pre vašu aplikáciu.

Celkové zistenia

Krokové a servomotory sa líšia dvoma kľúčovými spôsobmi: základnou konštrukciou a spôsobom ovládania. Oba poskytujú rotačnú silu na pohyb systému. Steppery majú viac krokov alebo polôh, ktoré motor dokáže udržať.

Celkovo sú servomotory najlepšie pre aplikácie s vysokou rýchlosťou a 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. Servá však môžu dosiahnuť vyššiu celkovú rýchlosť.

Počet krokov: Krokové motory ponúkajú viac rozmanitosti

Krokové motory majú zvyčajne 50 až 100 magnetických párov severných a južných pólov generovaných buď permanentným magnetom alebo elektrickým prúdom. Na porovnanie, servomotory majú 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 akejkoľvek spätnej väzby polohy. aplikácie. Servomotory často vyžadujú a rotačný kódovač sledovať polohu hriadeľa motora, najmä ak potrebuje vykonávať presné pohyby.

Mechanizmus pohonu: Steppery sú presnejšie

Riadenie krokového motora do presnej polohy je oveľa jednoduchšie ako riadenie 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 určitom množstve otáčok, pohyb do presnej polohy je záležitosťou vyslania správneho počtu impulzov.

Na rozdiel od toho servomotory čítajú rozdiel medzi aktuálnou polohou kódovača a polohou, do ktorej dostali príkaz, a upravujú prúd potrebný na presun do správnej polohy. S dnešným digitálna elektronika, krokové motory sú oveľa jednoduchšie na ovládanie ako servomotory.

Výkon: Serva sú lepšie pri vysokých rýchlostiach

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 k dispozícii zo serva pri vysokej rýchlosti.

Servá 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 pohona nevibrujte ani netrpte 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 krokový pedál nemôže generovať 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 náklady, požiadavky na presnosť polohy, požiadavky na krútiaci moment, dostupnosť výkonu pohonu a zrýchlenie požiadavky.

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 krok skombinovaný s pozičným enkodérom, aby sa zabezpečila presnosť. Krokové motory tiež trpia problémami s vibráciami a rezonanciou. Pri určitých rýchlostiach, čiastočne v závislosti od dynamiky zaťaženia, a krokový motor môže vstúpiť do rezonancie a nebude schopný riadiť náklad. To má za následok preskakovanie krokov, zablokovanie motora, nadmerné vibrácie a hluk.