Selectarea între un servomotor și un motor pas cu pas poate fi o provocare care implică echilibrarea mai multor factori de proiectare. Considerațiile privind costurile, cuplul, viteza, accelerația și circuitele de antrenare joacă toate un rol în selectarea celui mai bun motor pentru aplicația dvs. Am analizat utilizările și punctele lor forte pentru a vă ajuta să alegeți motorul potrivit pentru aplicația dvs.
Concluziile generale
- 50 până la 100 de perechi magnetice
- Mai ușor de controlat
- Mai multă flexibilitate și precizie
- Mai bine la viteze mici
- Patru până la 12 perechi magnetice
- Mai puține opriri
- Poate necesita un codificator rotativ
- Mai bine la viteze mai mari
Motoarele pas cu pas și servomotoarele diferă în două moduri cheie: construcția lor de bază și mijloacele lor de control. Ambele furnizează forță de rotație pentru a deplasa un sistem. Stepper-urile au mai multe trepte sau poziții pe care motorul le poate menține.
În general, servomotoarele sunt cele mai bune pentru aplicații cu viteză mare și cuplu ridicat. Designul motorului pas cu pas oferă un cuplu de menținere constant, fără a fi nevoie ca motorul să fie alimentat. Cuplul unui motor pas cu pas la viteze mici este mai mare decât un servomotor de aceeași dimensiune. Cu toate acestea, servomotoarele pot atinge o viteză generală mai mare.
Număr de pași: motoarele pas cu pas oferă mai multă varietate
- Mai multe perechi magnetice, ceea ce înseamnă mai mulți pași
- Mai ușor să ajungeți la un anumit pas
- Mai puține perechi magnetice
- Mai puțin ușor să mergi într-o locație precisă
Motoarele pas cu pas au de obicei 50 până la 100 de perechi magnetice de poli nord și sud, generate fie de un magnet permanent, fie de un curent electric. În comparație, servomotoarele au mai puțini poli, adesea 4 până la 12 în total.
Fiecare oferă un punct de oprire natural pentru arborele motorului. Numărul mai mare de opriri permite unui motor pas cu pas să se miște cu acuratețe și precizie între fiecare și îi permite să funcționeze fără feedback de poziție pentru multe aplicații. Servomotoarele necesită adesea un encoder rotativ pentru a urmări poziția arborelui motorului, mai ales dacă trebuie să facă mișcări precise.
Mecanism de conducere: pastile sunt mai precise
-
Mai ușor de condus la o anumită poziție
- Găsiți poziția finală pe baza numărului de pași
- Mai greu de controlat cu precizie
- Citiți poziția finală pe baza ajustării curentului
Conducerea unui motor pas cu pas într-o poziție precisă este mult mai simplă decât conducerea unui servomotor. Cu un motor pas cu pas, un singur impuls de antrenare va deplasa arborele motorului cu un pas, de la un pol la altul. Deoarece dimensiunea pasului unui motor dat este fixată la o anumită valoare de rotație, trecerea într-o poziție precisă este o chestiune de trimitere a numărului corect de impulsuri.
În schimb, servomotoarele citesc diferența dintre poziția curentă a codificatorului și poziția la care au fost comandate și ajustează curentul necesar pentru a se muta în poziția corectă. Cu electronicele digitale de astăzi, motoarele pas cu pas sunt mult mai ușor de controlat decât servomotoarele.
Performanță: servomotoarele sunt mai bune la viteze mari
-
RPM maxim mai mic (aproximativ 2.000)
- Cuplu mai mic disponibil la viteze mai mari
- Poate rula la viteze mult mai mari
- Nu pierde cuplul cu RPM
Pentru aplicațiile care necesită viteză mare și cuplu mare, servomotoarele strălucesc. Motoarele pas cu pas ajung la viteze de 2.000 RPM, în timp ce servomotoarele sunt disponibile de multe ori mai repede. De asemenea, servomotoarele își mențin cuplul nominal la viteză mare, până la 90% din cuplul nominal fiind disponibil de la un servo la viteză mare.
Servourile sunt mai eficiente decât motoarele pas cu pas, cu randamente între 80-90%. Un servomotor poate furniza aproximativ de două ori cuplul nominal pentru perioade scurte, oferind o capacitate de extragere din care este necesar. În plus, servomotoarele sunt silențioase, disponibile în acționare AC și DC și nu vibrează și nu suferă de probleme de rezonanță.
Motoarele pas cu pas își pierd o cantitate semnificativă din cuplu pe măsură ce se apropie de viteza maximă a șoferului. O pierdere de 80% din cuplul nominal la 90% din viteza maximă este tipică. De asemenea, motoarele pas cu pas nu sunt la fel de bune ca servomotoarele în accelerarea unei sarcini. Încercarea de a accelera o sarcină prea rapidă în cazul în care stepper-ul nu poate genera suficient cuplu pentru a trece la pasul următor înainte de următorul impuls de antrenare va duce la o treaptă omisă și la pierderea poziției.
Verdictul final
Selectarea celui mai bun motor pentru aplicația dvs. depinde de câteva criterii cheie de proiectare pentru sistemul dvs., inclusiv costul, cerințele de precizie a poziției, cerințele de cuplu, disponibilitatea puterii de transmisie și cerințele de accelerație.
Motoarele pas cu pas sunt mai potrivite pentru aplicații cu accelerație mai mică și cuplu de menținere ridicat. Servomotoarele sunt capabile să furnizeze mai multă putere decât motoarele pas cu pas, dar necesită circuite de acționare mult mai complexe și feedback pozițional pentru o poziționare precisă. Acestea necesită adesea cutii de viteze, în special pentru funcționarea cu viteză mai mică. Cerința pentru o cutie de viteze și un codificator de poziție face ca proiectele de servomotoare să fie mai complexe din punct de vedere mecanic și cresc cerințele de întreținere pentru sistem.
Dacă precizia de poziție este esențială, fie sarcina motorului nu trebuie să depășească niciodată cuplul acestuia, fie stepper-ul trebuie combinat cu un encoder de poziție pentru a asigura precizia. Motoarele pas cu pas suferă și de probleme de vibrații și rezonanță. La anumite viteze, în funcție parțial de dinamica sarcinii, un motor pas cu pas poate intra în rezonanță și nu poate conduce sarcina. Acest lucru are ca rezultat pași săriți, motoare blocate, vibrații excesive și zgomot.
