Výběr mezi servomotorem a krokovým motorem může být velkou výzvou při vyvažování několika konstrukčních faktorů. Údaje o nákladech, točivém momentu, rychlosti, zrychlení a obvodech pohonu hrají roli při výběru nejlepšího motoru pro vaši aplikaci.
Základní rozdíly mezi krokovými a servomotory
Krokové a servomotory se liší dvěma způsoby, základními konstrukcemi a kontrolou. Krokové motory mají velký počet pólů, magnetické páry severního a jižního pólu generované buď permanentním magnetem nebo elektrickým proudem, typicky 50 až 100 póly. Pro srovnání, servomotory mají velmi málo pólů, často celkem 4 až 12. Každý sloupec nabízí přirozený bod zastavení pro hřídel motoru. Vyšší počet pólů umožňuje přesně a přesně přesunovat krokový motor mezi jednotlivými póly a umožňuje operátorovi pracovat bez žádných zpětných vazeb polohy pro mnoho aplikací. Servomotory často vyžadují snímač polohy pro sledování polohy hřídele motoru, zvláště pokud jsou vyžadovány přesné pohyby.
Řízení krokového motoru do přesné polohy je mnohem jednodušší než pohon servomotoru. S krokovým motorem bude jeden hnací impuls posunovat hřídel motoru o jeden krok, od jednoho pólu k druhému. Vzhledem k tomu, že velikost kroku daného motoru je stanovena na určitém počtu otáček, přesun do přesné polohy je prostě záležitostí zaslání správného počtu impulzů. Naproti tomu servomotory četly rozdíl mezi aktuální polohou snímače polohy a polohou, na kterou byly pověřeny, a právě požadovaným proudem pro přesun do správné polohy. Díky dnešní digitální elektronice jsou krokové motory mnohem snadněji ovladatelné než servomotory.
Krokové výhody
Krokové motory nabízejí několik výhod oproti servomotorům za větší počet pólů a snadnější ovládání pohonu. Konstrukce krokového motoru zajišťuje konstantní udržovací moment bez nutnosti pohonu motoru. Moment kroutícího motoru při nízkých otáčkách je větší než servomotor stejné velikosti. Jednou z největších výhod krokových motorů je jejich poměrně nízká cena a dostupnost.
Servo Výhody
Pro aplikace s vysokou rychlostí a vysokým točivým momentem svítí servomotory. Krokové motory dosahují rychlosti 2 000 ot / min, zatímco servomotory jsou k dispozici mnohokrát rychleji. Servomotory udržují i vysoký počet otáček, až 90% jmenovitého točivého momentu je k dispozici u servopohonu při vysokých otáčkách. Servomotory jsou také účinnější než krokové motory s efektivitou mezi 80-90%. Servomotor může dodávat zhruba dvojnásobek jmenovitého točivého momentu na krátkou dobu, čímž poskytuje kapacitu pro čerpání, když je potřeba. Kromě toho jsou servomotory docela k dispozici, jsou k dispozici v AC a DC měniči a nebudou vibrovat ani trpět problémy s rezonancí.
Omezení kroku
Pro všechny své výhody mají krokové motory několik omezení, které mohou v závislosti na vaší aplikaci způsobit významné problémy s implementací a provozem. Krokové motory nemají záložní výkon. Ve skutečnosti krokové motory ztrácejí značné množství kroutícího momentu při přiblížení se k maximální rychlosti řidiče. Znamená to ztrátu 80% jmenovitého kroutícího momentu při 90% maximální rychlosti. Krokové motory nejsou také dobré jako servomotory při urychlení zatížení. Pokouší se zrychlit zatížení příliš rychle tam, kde krokový výkon nemůže generovat dostatečný točivý moment, aby se přesunul k dalšímu kroku předtím, než další impuls bude mít za následek vynechání kroku a ztrátu pozice. Je-li nezbytná polohová přesnost, zatížení motoru nikdy nesmí překročit jeho točivý moment, nebo musí být kročidlo kombinováno s kodérem polohy, aby byla zajištěna přesnost polohy. Krokové motory také trpí problémy s vibracemi a rezonancí. Při určitých rychlostech, částečně v závislosti na dynamice zatížení, může krokový motor vstoupit do rezonance a neschopen řídit náklad.
Výsledkem jsou vynechané kroky, zastavené motory, nadměrné vibrace a hluk.
Omezení serv
Servomotory jsou schopné dodat větší výkon než krokové motory, ale vyžadují mnohem složitější obvody a poziční zpětnou vazbu pro přesné umístění. Servomotory jsou také mnohem dražší než krokové motory a jsou často těžší najít. Servomotory často vyžadují převodové skříně, zejména pro nižší otáčky. Požadavek na převodovku a snímač polohy snižuje konstrukci servomotoru mechanicky složitější a zvyšuje požadavky na údržbu systému. Nejdůležitější je, že servomotory jsou dražší než krokové motory před přidáním nákladů na snímač polohy.
souhrn
Výběr nejlepšího motoru pro vaši aplikaci závisí na několika klíčových konstrukčních kritériích vašeho systému, včetně nákladů, požadavků na přesnost polohy, požadavků na točivý moment, dostupnosti energie pohonu a požadavků na zrychlení. Celkově jsou servomotory vhodné pro vysokorychlostní aplikace s vysokým točivým momentem, zatímco krokové motory jsou vhodnější pro nižší zrychlení, aplikace s vysokým zatěžovacím momentem.