Крокові двигуни проти Сервомотори

Вибір між серводвигуном і a кроковий двигун може бути досить складним завданням, пов’язаним з балансуванням кількох факторів дизайну. Вартість, крутний момент, швидкість, прискорення та схема приводу відіграють роль у виборі найкращого двигуна для вашого застосування. Ми розглянули їх використання та сильні сторони, щоб допомогти вам вибрати правильний двигун для вашого застосування.

Загальні висновки

Крокові та серводвигуни відрізняються двома основними принципами: їх основна конструкція та засоби керування. Обидва забезпечують обертальну силу для переміщення системи. Степери мають більше ступенів або позицій, які може утримувати двигун.

Загалом, серводвигуни найкраще підходять для високошвидкісних додатків з високим крутним моментом. Конструкція крокового двигуна забезпечує постійний утримуючий момент без потреби живлення двигуна. Крутний момент крокового двигуна на низьких оборотах більше, ніж у серводвигуна того ж розміру. Однак сервоприводи можуть досягти більш високої загальної швидкості.

Кількість кроків: крокові двигуни пропонують більшу різноманітність

Крокові двигуни зазвичай мають від 50 до 100 магнітних пар північного і південного полюсів, створених постійним магнітом або електричним струмом. Для порівняння, серводвигуни мають менше полюсів, часто всього від 4 до 12.

Кожен з них пропонує природну точку зупинки для валу двигуна. Більша кількість зупинок дозволяє кроковому двигуну переміщатися точно і точно між кожним і дозволяє йому працювати без зворотного зв’язку для багатьох додатків. Серводвигуни часто вимагають a поворотний енкодер відстежувати положення валу двигуна, особливо якщо йому потрібно робити точні рухи.

Привідний механізм: степери більш точні

Приведення крокового двигуна до точного положення набагато простіше, ніж керування серводвигуном. З кроковим двигуном один імпульс приводу перемістить вал двигуна на один крок, від одного полюса до іншого. Оскільки розмір кроку даного двигуна фіксується на певній величині обертання, переміщення в точне положення є питанням відправки потрібної кількості імпульсів.

На відміну від цього, серводвигуни зчитують різницю між поточним положенням енкодера та положенням, на яке вони отримали команду, і регулюють струм, необхідний для переміщення в правильне положення. З сьогоднішнім цифрова електроніка, кроковими двигунами набагато легше керувати ніж серводвигуни.

Продуктивність: сервоприводи кращі на високих швидкостях

Для додатків, які вимагають високої швидкості та високого крутного моменту, серводвигуни блискучі. Максимальна швидкість крокових двигунів досягає 2000 об/хв, тоді як сервомотори доступні в рази швидше. Сервомотори також зберігають свій рейтинг крутного моменту на високій швидкості, до 90% номінального крутного моменту можна отримати від сервопривода на високій швидкості.

Сервоприводи більш ефективні, ніж крокові двигуни, з ККД 80-90%. Серводвигун може забезпечувати приблизно вдвічі більший за номінальний крутний момент протягом коротких періодів, забезпечуючи свердловину ємності для вилучення, коли це необхідно. Крім того, серводвигуни тихі, доступні в Привід змінного та постійного струму, не вібрують і не страждають від резонансу.

Крокові двигуни втрачають значну кількість свого крутного моменту, коли вони наближаються до максимальної швидкості водія. Типовою є втрата 80% номінального крутного моменту при 90% максимальної швидкості. Крокові двигуни також не так хороші, як серводвигуни в прискоренні навантаження. Спроба прискорити навантаження занадто швидко, коли кроковий механізм не може створити достатньо крутного моменту, щоб перейти до наступного кроку до наступного імпульсу приводу, призведе до пропуску кроку та втрати позиції.

Остаточний вердикт

Вибір найкращого двигуна для вашого застосування залежить від кількох ключових критеріїв дизайну для вашої системи, зокрема вартість, вимоги до точності позицій, вимоги до крутного моменту, наявність потужності приводу та прискорення вимоги.

Крокові двигуни краще підходять для застосування з низьким прискоренням і високим утримуючим моментом. Серводвигуни здатні видавати більшу потужність, ніж крокові двигуни, але для точного позиціонування вимагають набагато складнішої схеми приводу та зворотного зв’язку за позицією. Їм часто потрібні коробки передач, особливо для роботи на низькій швидкості. Вимога до коробки передач і кодера положення робить конструкції серводвигуна більш механічно складними і збільшує вимоги до обслуговування системи.

Якщо точність позиції є важливою, навантаження на двигун ніколи не повинна перевищувати його крутний момент, або кроковий механізм повинен бути об’єднаний з датчиком положення для забезпечення точності. Крокові двигуни також страждають від проблем вібрації та резонансу. При певних швидкостях, частково залежно від динаміки навантаження, a кроковий двигун може ввійти в резонанс і не в змозі керувати вантажем. Це призводить до пропуску кроків, зупинки двигунів, надмірної вібрації та шуму.