Izbira med servo motorjem in koračnim motorjem je lahko precej izziv, ki vključuje uravnoteženje več dejavnikov oblikovanja. Upoštevanje stroškov, navora, hitrosti, pospeševanja in pogonskega vezja igrajo pomembno vlogo pri izbiri najboljšega motorja za vašo aplikacijo.
Osnovne razlike med korakom in servo motorji
Stepper in servo motorji se razlikujejo po dveh ključnih načinih, v njihovi osnovni konstrukciji in načinu krmiljenja. Koračni motorji imajo veliko število polov, magnetnih parov severnega in južnega pola, ki jih povzroči trajni magnet ali električni tok, običajno od 50 do 100 polov. V primerjavi s servo motorji imajo zelo malo polov, pogosto 4 do 12 v celoti. Vsak drog ponuja naravno zaustavitveno točko motorne gredi. Večje število polov dovoljuje, da se koračni motor natančno in natančno premika med vsakim polom in omogoča uporabo koraka brez povratne informacije o položaju za mnoge aplikacije. Servo motorji pogosto zahtevajo, da dajalnik položaja spremlja položaj gredi motorja, še posebej, če so potrebni natančni premiki.
Vožnja koračnega motorja v natančen položaj je veliko preprostejša od vožnje servo motorja. Z koračnim motorjem, en impulz pogona premakne gred motorja en korak, od enega pola do drugega. Ker je velikost koraka določenega motorja določena pri določeni količini vrtenja, je premik v natančen položaj preprosto vprašanje pošiljanja pravega števila impulzov. V nasprotju s servo motorji preberite razliko med trenutnim položajem dajalnika in položajem, na katerega so bili ukazani, in samo tok, ki je potreben za premik v pravilni položaj. Z današnjo digitalno elektroniko so koračni motorji veliko lažje nadzorovati kot servo motorji.
Stepper Prednosti
Stepper motorji ponujajo več prednosti nad servo motorji, ki presegajo večje število polov in lažje upravljanje pogona. Zasnova koračnega motorja zagotavlja stalen navorni moment brez potrebe po pogonu motorja. Navor koračnega motorja pri nizki hitrosti je večji od servo motorja enake velikosti. Ena od največjih prednosti koračnih motorjev je njihova razmeroma nizka cena in razpoložljivost.
Servo prednosti
Pri aplikacijah, kjer je potrebna visoka hitrost in velik navor, servo motorji zasijejo. Koračni motorji dosežejo hitrost pri 2000 obratih na minuto, servo motorji pa so na voljo večkrat hitreje. Servo motorji ohranjajo tudi navorno moč pri visoki hitrosti, do 90% nominalnega navora je na voljo pri servo pri visoki hitrosti. Servo motorji so tudi učinkovitejši od stopenjskih motorjev z učinkovitostjo med 80 in 90%. Servomotor lahko v kratkem času priskrbi približno dvakrat več nazivnega navora, s čimer dobi dovolj moči, da se črpa iz po potrebi. Poleg tega servo motorji so precej na voljo v AC in DC pogonu ter ne vibrirajo ali imajo resonančnih težav.
Omejitve stopnic
Za vse njihove prednosti imajo koračni motorji nekaj omejitev, ki lahko povzročijo pomembne težave pri izvajanju in obratovanju, odvisno od vaše uporabe. Koračni motorji nimajo rezervne moči. Dejstvo je, da koračni motorji izgubijo znatno količino navora, ko se približujejo njihovi največji hitrosti. Tipična je izguba 80% nazivnega navora pri 90% največje hitrosti. Koračni motorji niso tako dobri kot servo motorji pri pospeševanju bremena. Poskuša pospešiti obremenitev prehitro, če korač ne more ustvariti dovolj navora, da se premaknete na naslednji korak, preden bo naslednji impulz pogona povzročil preskočen korak in izgubo položaja. Če je položajna natančnost bistvena, bodisi obremenitev motorja ne sme nikoli preseči navora ali pa mora biti korač kombiniran z dajalnikom položaja, da se zagotovi natančnost pozicij. Koračni motorji imajo tudi težave z vibracijami in resonancami. Pri določenih hitrostih, deloma odvisnih od dinamike obremenitve, lahko koračni motor vstopi v resonanco in ne more voziti tovorja.
To ima za posledico preskočene korake, zaustavljene motorje, pretirane vibracije in hrup.
Servo omejitve
Servo motorji so sposobni dati več moči kot koračni motorji, vendar zahtevajo veliko bolj zapleteno pogonsko vezje in položne povratne informacije za natančno pozicioniranje. Servo motorji so prav tako dražji od koračnih motorjev in so pogosto težje najti. Servo motorji pogosto potrebujejo menjalnike, še posebej za manjše hitrosti. Zahteva po menjalniku in dajalniku položaja naredi servo motorje bolj mehansko kompleksne in poveča vzdrževalne zahteve za sistem. Da bi se to zgrešilo, so servo motorji dražji od koračnih motorjev, preden se dodajo stroški dajalnika položaja.
Povzetek
Izbira najboljšega motorja za vašo aplikacijo je odvisna od nekaj ključnih meril za načrtovanje vašega sistema, vključno s stroški, zahtevami po natančni poziciji, zahtevami navora, razpoložljivosti pogona in zahtevami po pospeševanju. Na splošno so servo motorji najbolj primerni za visoke hitrosti, z visokimi navori, medtem ko so koračni motorji primernejši za manjše pospeševanje in visoke stopnje navora.