Koračni motorji vs. Servo motorji

Izbira med servo motorjem in a koračni motor je lahko precejšen izziv, ki vključuje uravnoteženje več dejavnikov oblikovanja. Stroški, navor, hitrost, pospešek in pogonsko vezje igrajo vlogo pri izbiri najboljšega motorja za vašo aplikacijo. Pregledali smo njihovo uporabo in prednosti, da bi vam pomagali izbrati pravi motor za vašo uporabo.

Splošne ugotovitve

Koračni in servo motorji se razlikujejo na dva ključna načina: njihova osnovna konstrukcija in načini upravljanja. Oba zagotavljata rotacijsko silo za premikanje sistema. Koraki imajo več korakov ali položajev, ki jih lahko drži motor.

Na splošno so servo motorji najboljši za aplikacije z visoko hitrostjo in visokim navorom. Zasnova koračnega motorja zagotavlja stalen zadrževalni navor brez potrebe po napajanju motorja. Navor koračnega motorja pri nizkih hitrostih je večji od servo motorja enake velikosti. Servo lahko dosežejo višjo skupno hitrost.

Število korakov: koračni motorji ponujajo več raznolikosti

Koračni motorji imajo običajno 50 do 100 magnetnih parov severnega in južnega pola, ki jih generira trajni magnet ali električni tok. Za primerjavo, servo motorji imajo manj polov, pogosto skupaj 4 do 12.

Vsaka ponuja naravno zaustavitveno točko za gred motorja. Večje število postankov omogoča, da se koračni motor premika natančno in natančno med vsakim in mu omogoča delovanje brez povratne informacije o položaju za mnoge aplikacije. Servo motorji pogosto zahtevajo a rotacijski dajalnik spremljati položaj gredi motorja, še posebej, če mora izvajati natančne premike.

Pogonski mehanizem: koraki so bolj natančni

Pogon koračnega motorja do natančnega položaja je veliko enostavnejši kot vožnja servo motorja. Pri koračnem motorju bo en sam pogonski impulz premaknil gred motorja za en korak, od enega pola do drugega. Ker je velikost koraka danega motorja fiksirana pri določeni količini vrtenja, je premikanje na natančen položaj stvar pošiljanja pravega števila impulzov.

Nasprotno pa servo motorji odčitajo razliko med trenutnim položajem dajalnika in položajem, ki jim je bil ukazan, ter prilagodijo tok, potreben za premikanje v pravilen položaj. Z današnjim digitalna elektronika, koračne motorje je veliko lažje nadzorovati kot servo motorji.

Zmogljivost: servomotorji so boljši pri visokih hitrostih

Za aplikacije, ki zahtevajo visoko hitrost in visok navor, servo motorji blestijo. Koračni motorji dosegajo najvišjo hitrost okoli 2000 vrt/min, medtem ko so servo motorji na voljo večkrat hitreje. Servo motorji tudi ohranjajo svoj nazivni navor pri visoki hitrosti, do 90 % nazivnega navora je na voljo iz servo motorja pri visoki hitrosti.

Servo motorji so učinkovitejši od koračnih motorjev, z izkoristkom med 80-90%. Servo motor lahko za kratka obdobja zagotovi približno dvakratni njihov nazivni navor, kar zagotavlja dobro zmogljivost za črpanje, ko je to potrebno. Poleg tega so servo motorji tihi, na voljo v AC in DC pogon, in ne vibrirajo ali trpijo zaradi težav z resonanco.

Koračni motorji izgubijo znatno količino svojega navora, ko se približajo svoji največji hitrosti voznika. Značilna je izguba 80 % nazivnega navora pri 90 % največje hitrosti. Koračni motorji prav tako niso tako dobri kot servo motorji pri pospeševanju obremenitve. Poskus prehitrega pospeševanja obremenitve, kjer koračni pogon ne more ustvariti dovolj navora, da bi se premaknil na naslednji korak pred naslednjim pogonskim impulzom, bo povzročil preskočen korak in izgubo položaja.

Končna sodba

Izbira najboljšega motorja za vašo aplikacijo je odvisna od nekaj ključnih meril oblikovanja za vaš sistem, vključno z stroški, zahteve glede natančnosti položaja, zahteve navora, razpoložljivost pogonske moči in pospešek zahteve.

Koračni motorji so bolj primerni za aplikacije z nižjimi pospeški in visokim zadrževalnim navorom. Servo motorji so sposobni zagotoviti več moči kot koračni motorji, vendar zahtevajo veliko bolj zapleteno pogonsko vezje in povratne informacije o položaju za natančno pozicioniranje. Pogosto potrebujejo menjalnike, zlasti za delovanje pri nižjih hitrostih. Zahteva po menjalniku in kodirniku položaja naredi zasnove servo motorjev mehansko bolj zapletene in poveča zahteve po vzdrževanju sistema.

Če je pozicijska natančnost bistvena, bodisi obremenitev motorja nikoli ne sme preseči njegovega navora, bodisi mora biti koračna enota kombinirana s pozicijskim dajalnikom, da se zagotovi natančnost. Koračni motorji imajo tudi težave z vibracijami in resonanco. Pri določenih hitrostih, delno odvisno od dinamike obremenitve, a koračni motor lahko pride v resonanco in ne morejo voziti tovora. To ima za posledico preskočene korake, zastoje motorjev, pretirane vibracije in hrup.