Valitseminen servomoottorin ja askelmoottorin välillä voi olla melkoinen haaste, joka edellyttää useiden suunnittelutekijöiden tasapainottamista. Kustannusnäkökohdat, vääntömomentti, nopeus, kiihtyvyys ja käyttöpiirit vaikuttavat kaikki sovellukseesi parhaan moottorin valinnassa. Olemme tarkistaneet niiden käyttötarkoitukset ja vahvuudet auttaaksemme sinua valitsemaan oikean moottorin sovellukseesi.
Yleiset havainnot
- 50 - 100 magneettiparia
- Helppompi hallita
- Lisää joustavuutta ja tarkkuutta
- Parempi alhaisilla nopeuksilla
- 4-12 magneettiparia
- Vähemmän pysähdyksiä
- Saattaa vaatia pyörivän kooderin
- Parempi suuremmilla nopeuksilla
Askel- ja servomoottorit eroavat toisistaan kahdella keskeisellä tavalla: perusrakenteestaan ja ohjaustavoistaan. Molemmat tarjoavat kiertovoiman järjestelmän liikuttamiseen. Stepperissä on enemmän askelia tai asennuksia, jotka moottori voi pitää.
Servomoottorit ovat kaiken kaikkiaan parhaita nopeisiin ja suuriin vääntömomenttisiin sovelluksiin. Askelmoottorin rakenne tarjoaa jatkuvan pitomomentin ilman, että moottoria tarvitsee käyttää. Askelmoottorin vääntömomentti alhaisilla nopeuksilla on suurempi kuin samankokoisen servomoottorin. Servot voivat kuitenkin saavuttaa suuremman kokonaisnopeuden.
Vaiheiden lukumäärä: Stepper Motors tarjoaa enemmän valikoimaa
- Enemmän magneettipareja, mikä tarkoittaa enemmän vaiheita
- Helpompi saavuttaa tietty vaihe
- Vähemmän magneettipareja
- Helppompi mennä tarkkaan paikkaan
Askelmoottoreissa on tyypillisesti 50–100 magneettista pohjois- ja etelänapaparia, jotka on tuotettu joko kestomagneetilla tai sähkövirralla. Vertailun vuoksi servomoottoreissa on vähemmän napoja, usein yhteensä 4-12.
Jokainen tarjoaa luonnollisen pysäytyskohdan moottorin akselille. Suurempi pysäytysmäärä mahdollistaa askelmoottorin liikkumisen tarkasti ja tarkasti jokaisen välillä ja mahdollistaa sen toiminnan ilman asentopalautetta monissa sovelluksissa. Servomoottorit vaativat usein pyörivän anturin moottorin akselin asennon seuraamiseksi, varsinkin jos sen on tehtävä tarkkoja liikkeitä.
Ajomekanismi: Stepperit ovat tarkempia
-
Helpompi ajaa tiettyyn paikkaan
- Etsi lopullinen sijainti askelmäärän perusteella
- Vaikeampi hallita tarkasti
- Lue lopullinen sijainti virran säätämisen perusteella
Askelmoottorin ajaminen tarkkaan asentoon on paljon yksinkertaisempaa kuin servomoottorin ajaminen. Askelmoottorilla yksi käyttöpulssi siirtää moottorin akselia askeleen, napasta toiseen. Koska tietyn moottorin askelkoko on kiinteä tietyllä kierrosluvulla, siirrytään tarkkaan asentoon vain oikean määrän pulsseja lähettämisestä.
Servomoottorit sitä vastoin lukevat eron nykyisen kooderin asennon ja sen asennon välillä, johon niitä käskettiin, ja säätävät virtaa, joka tarvitaan siirtyäkseen oikeaan asentoon. Nykypäivän digitaalisella elektroniikalla askelmoottoreita on paljon helpompi ohjata kuin servomoottoreita.
Suorituskyky: Servot ovat parempia suurilla nopeuksilla
- Pienennä maksimikierroslukua (noin 2 000)
-
Pienempi vääntömomentti saatavilla suuremmilla nopeuksilla
- Voi ajaa paljon suuremmilla nopeuksilla
- Ei menetä vääntömomenttia kierrosluvulla
Sovelluksissa, jotka vaativat suurta nopeutta ja suurta vääntömomenttia, servomoottorit loistavat. Askelmoottorien huippunopeus on noin 2 000 RPM, kun taas servomoottorit ovat saatavilla monta kertaa nopeampia. Servomoottorit säilyttävät myös vääntömomenttinsa suurella nopeudella, jopa 90 % nimellisvääntömomentista on saatavilla servosta suurella nopeudella.
Servot ovat tehokkaampia kuin askelmoottorit, ja niiden hyötysuhde on 80-90 %. Servomoottori pystyy toimittamaan suunnilleen kaksinkertaisen nimellisvääntömomentin lyhyitä aikoja, mikä tarjoaa kaivon kapasiteetin ammentaa tarvittaessa. Lisäksi servomoottorit ovat hiljaisia, saatavana AC- ja DC-käytöissä, eivätkä ne tärise tai kärsi resonanssi-ongelmista.
Askelmoottorit menettävät huomattavan osan vääntömomentistaan lähestyessään suurinta kuljettajan nopeutta. Tyypillinen menetys on 80 % nimellisvääntömomentista 90 %:lla enimmäisnopeudesta. Askelmoottorit eivät myöskään ole yhtä hyviä kuin servomoottorit kuorman kiihdyttämisessä. Jos yritetään kiihdyttää kuormaa liian nopeasti, jos askellaite ei pysty generoimaan tarpeeksi vääntömomenttia siirtyäkseen seuraavaan vaiheeseen ennen seuraavaa käyttöpulssia, seurauksena on ohitettu askel ja asennon menetys.
Lopullinen tuomio
Parhaan moottorin valinta sovellukseesi riippuu muutamista järjestelmän tärkeimmistä suunnittelukriteereistä, mukaan lukien kustannukset, sijaintitarkkuusvaatimukset, vääntömomenttivaatimukset, käyttötehon saatavuus ja kiihtyvyysvaatimukset.
Askelmoottorit sopivat paremmin alhaisempiin kiihtyvyyksiin ja suuriin pitomomentteihin. Servomoottorit pystyvät tuottamaan enemmän tehoa kuin askelmoottorit, mutta ne vaativat paljon monimutkaisempia käyttöpiirejä ja asennon palautetta tarkkaan paikannukseen. Ne vaativat usein vaihteistoa, erityisesti alhaisemmalla nopeudella. Vaihteiston ja asentoanturin vaatimus tekee servomoottorien suunnittelusta mekaanisesti monimutkaisempia ja lisää järjestelmän huoltovaatimuksia.
Jos asennon tarkkuus on välttämätöntä, joko moottorin kuormitus ei saa koskaan ylittää sen vääntömomenttia tai askelmittari on yhdistettävä asentoanturiin tarkkuuden varmistamiseksi. Askelmoottorit kärsivät myös tärinä- ja resonanssiongelmista. Tietyillä nopeuksilla, osittain kuormitusdynamiikasta riippuen, askelmoottori saattaa joutua resonanssiin eikä pysty ajamaan kuormaa. Tämä johtaa väliin jääneisiin vaiheisiin, pysähtyneisiin moottoreihin, liialliseen tärinään ja meluon.