Výber medzi servomotorom a krokovým motorom môže byť celkom náročnou úlohou pri vyvažovaní viacerých návrhových faktorov. Údaje o nákladoch, krútiaceho momentu, rýchlosti, zrýchlenia a obvodov pohonu zohrávajú úlohu pri výbere najlepšieho motora pre vašu aplikáciu.
Základné rozdiely medzi krokovými a servomotormi
Krokové a servomotory sa líšia v dvoch kľúčových smeroch, v ich základnej konštrukcii a ako sú riadené. Krokové motory majú veľký počet pólov, magnetické páry severných a južných pólov vytvárajú buď permanentný magnet alebo elektrický prúd, zvyčajne 50 až 100 pólov. Na porovnanie, servomotory majú veľmi málo pólov, často 4 až 12 celkovo. Každý pól ponúka prirodzený doraz pre hriadeľ motora. Väčší počet pólov umožňuje presný a presný pohyb krokového motora medzi každým pólom a umožňuje prevádzku krokového ovládača bez spätnej väzby polohy pre mnoho aplikácií. Servomotory často vyžadujú snímač polohy na sledovanie polohy hriadeľa motora, najmä ak sú potrebné presné pohyby.
Riadenie krokového motora do presnej polohy je oveľa jednoduchšie ako pohon servomotora. Pri krokovom motore bude jeden hnací impulz premiestňovať hriadeľ motora jedným krokom, od jedného pólu k druhému. Pretože veľkosť kroku daného motora je pevne nastavená na určitý počet otáčok, presun do presnej polohy je jednoducho záležitosť zaslania správneho počtu impulzov. Naproti tomu servomotory prečítajú rozdiel medzi aktuálnou polohou snímača polohy a polohou, na ktorú boli poverení, a iba prúd potrebný na presun do správnej polohy. S dnešnou digitálnou elektronikou sú krokové motory omnoho ľahšie ovládateľné než servomotory.
Stepper Výhody
Krokové motory ponúkajú niekoľko výhod oproti servomotorom, ktoré presahujú väčší počet pólov a umožňujú ľahšie ovládanie riadenia. Konštrukcia krokovacieho motora poskytuje konštantný zádržný krútiaci moment bez potreby napájania motora. Krútiaci moment krokového motora pri nízkych otáčkach je väčší ako servomotor rovnakej veľkosti. Jednou z najväčších výhod krokových motorov je ich relatívne nízka cena a dostupnosť.
Servo Výhody
Pre aplikácie, kde je potrebná vysoká rýchlosť a vysoký krútiaci moment, svietia servomotory. Krokové motory dosahujú maximálnu rýchlosť 2000 otáčok za minútu, zatiaľ čo servomotory sú k dispozícii mnohokrát rýchlejšie. Servomotory udržujú aj vysokú rýchlosť krútiaceho momentu, až 90% menovitého krútiaceho momentu je k dispozícii zo servopohonu pri vysokej rýchlosti. Servomotory sú tiež efektívnejšie ako krokové motory s účinnosťou medzi 80-90%. Servomotor môže na krátku dobu dodávať približne dvojnásobok menovitého krútiaceho momentu a poskytnúť studničnú kapacitu na čerpanie, ak je to potrebné. Okrem toho sú servomotory celkom dostupné, sú dostupné v AC a DC jednotke a vibrujú a nepodliehajú problémom s rezonanciou.
Kmeňové obmedzenia
Pre všetky svoje výhody majú krokové motory niekoľko obmedzení, ktoré môžu v závislosti od vašej aplikácie spôsobiť značné problémy s implementáciou a prevádzkou. Krokové motory nemajú žiadnu rezervnú silu. V skutočnosti skrutkové motory strácajú značné množstvo krútiaceho momentu, keď sa približujú k maximálnej rýchlosti vodiča. Strata 80% menovitého krútiaceho momentu pri 90% maximálnej rýchlosti je typická. Krokové motory nie sú tak dobré ako servomotory pri urýchľovaní zaťaženia. Pokúšame sa príliš rýchlo urýchliť zaťaženie tam, kde krokovač nemôže vygenerovať dostatočný krútiaci moment na presun na ďalší krok predtým, než nasledujúci impulz bude mať vynechaný krok a stratu polohy. Ak je dôležitá polohová presnosť, zaťaženie motora nesmie nikdy prekročiť jeho krútiaci moment, alebo musí byť skrutka kombinovaná s snímačom polohy, aby bola zaistená polohová presnosť. Krokové motory tiež trpia problémami s vibráciami a rezonanciou. Pri určitých rýchlostiach, čiastočne v závislosti od dynamiky zaťaženia, môže krokovací motor vstúpiť do rezonancie a nesmie byť schopný riadiť zaťaženie.
Výsledkom sú vynechané kroky, zastavené motory, nadmerné vibrácie a hluk.
Obmedzenia serva
Servomotory sú schopné dodávať viac energie ako krokové motory, ale vyžadujú oveľa zložitejšie riadiace obvody a polohovú spätnú väzbu pre presné polohovanie. Servomotory sú tiež oveľa drahšie ako krokové motory a často sú ťažšie ich nájsť. Servomotory často vyžadujú prevodové skrine, najmä pre nižšiu rýchlosť. Požiadavka na prevodovku a snímač polohy poskytuje mechanické zloženie servomotorov a zvyšuje požiadavky na údržbu systému. Na začiatok to všetko off, servomotory sú drahšie ako krokové motory pred pridaním na cenu kodéru polohy.
zhrnutie
Výber najlepšieho motora pre vašu aplikáciu závisí od niekoľkých kľúčových kritérií návrhu vášho systému vrátane nákladov, požiadaviek na presnosť polohovania, požiadaviek na krútiaci moment, dostupnosti energie pohonu a požiadaviek na zrýchlenie. Celkovo sú servomotory vhodné pre vysokorýchlostné aplikácie s vysokým krútiacim momentom, zatiaľ čo krokové motory sú vhodnejšie pre nižšiu akceleráciu, aplikácie s vysokým krútiacim momentom.