Valinta servomoottorin ja askelmoottorin välillä voi olla melko haastavaa, kun tasapainotetaan erilaisia suunnittelutekijöitä. Kustannusnäkökohdat, vääntömomentti, nopeus, kiihtyvyys ja käyttöpiiri vaikuttavat kaikki sovellukseesi parhaan moottorin valinnassa. Olemme tarkistaneet niiden käytön ja vahvuudet auttaaksemme sinua valitsemaan oikean moottorin sovellukseesi.
Yleiset tulokset
Askelmoottorit
- 50-100 magneettiparia
- Helpompi hallita
- Lisää joustavuutta ja tarkkuutta
- Parempi alhaisilla nopeuksilla
Servo moottorit
- 4-12 magneettiparia
- Vähemmän pysähdyksiä
- Saattaa vaatia pyörivän kooderin
- Parempi suuremmilla nopeuksilla
Askel- ja servomoottorit eroavat toisistaan kahdella tärkeällä tavalla: perusrakenteella ja ohjaustavoillaan. Molemmat tarjoavat kiertovoiman järjestelmän liikuttamiseen. Stepperissä on enemmän askelia tai asennuksia, jotka moottori voi pitää. Yleensä servomoottorit ovat parhaita nopeille ja suurille vääntömomenteille. 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: Askelmoottorit tarjoavat enemmän valikoimaa
Askelmoottorit
- Enemmän magneettipareja, niin enemmän askelia
- Helpompi saavuttaa tietty vaihe
Servo moottorit
- Vähemmän magneettipareja
- Tarkkaan paikkaan on helpompi päästä
Askelmoottoreissa on yleensä 50 – 100 magneettista pohjois- ja etelänapaparia, jotka on tuotettu kestomagneetilla tai sähkövirralla. Vertailun vuoksi servomoottoreissa on vähemmän napoja, usein yhteensä 4-12. Jokainen tarjoaa luonnollisen pysäytyskohdan moottorin akselille. Lisääntynyt pysäytysten määrä mahdollistaa askelmoottorin liikkumisen tarkasti jokaisen pysäyttimen välillä ja se voi toimia monissa sovelluksissa ilman asentopalautetta. Servomoottorit vaativat usein pyörivän kooderin seuratakseen moottorin akselin asentoa, varsinkin jos se tarvitsee tarkkoja liikkeitä.
Käyttömekanismi: Stepperit ovat tarkempia
Askelmoottorit
- Helpompi ajaa tiettyyn paikkaan
- Etsi lopullinen sijainti askelmäärän perusteella
Servo moottorit
- Vaikeampi hallita tarkasti
- Lue lopullinen asento virtauksen säätämisen perusteella
Askelmoottorin ajaminen tarkkaan asentoon on paljon helpompaa kuin servomoottorin ajaminen. Askelmoottorilla yksi käyttöpulssi siirtää moottorin akselia askeleen, napasta toiseen. Koska tietyn moottorin askelkoko on kiinteä tietyllä kierrosmäärällä, sen siirtäminen tarkkaan asentoon edellyttää oikean määrän pulsseja lähettämistä. Sitä vastoin servomoottorit lukevat eron kooderin nykyisen asennon ja sen asennon välillä, jossa niitä käsketään, ja säätävät virran, joka tarvitaan siirtyäkseen oikeaan asentoon. Nykypäivän digitaalisella elektroniikalla askelmoottoreita on paljon helpompi ohjata kuin servomoottoreita.
Suorituskyky: Servot ovat parempia suurilla nopeuksilla
Servo moottorit
- Pienempi enimmäiskierrosluku (noin 2 000)
- Suuremmilla nopeuksilla saatavilla vähemmän vääntömomenttia
Askelmoottorit
- Voi ajaa paljon suuremmilla nopeuksilla
- Ei menetä vääntömomenttia kierrosluvulla
Sovelluksissa, jotka vaativat suurta nopeutta ja suurta vääntömomenttia, servomoottorit ovat erinomaisia. Askelmoottorien huippunopeus on noin 2 000 RPM, kun taas servomoottorit ovat saatavilla monta kertaa nopeampia. Servomoottorit säilyttävät vääntömomentin myös suurella nopeudella, jopa 90 % nimellisvääntömomentista on saatavilla servosta suurella nopeudella. Servot ovat tehokkaampia kuin askelmoottorit, ja niiden hyötysuhde on 80-90 %. Servomoottori voi tuottaa noin kaksinkertaisen nimellisvääntömomentin lyhyitä aikoja, mikä tarjoaa kapasiteetin lähteen tarvittaessa. Lisäksi servomoottorit ovat hiljaisia, saatavilla AC- ja DC-käytössä, eivät tärise eivätkä kärsi resonanssiongelmista. Askelmoottorit menettävät huomattavan määrän vääntömomenttia lähestyessään suurinta ajonopeuttaan. Tyypillinen menetys on 80 % nimellisvääntömomentista 90 %:lla enimmäisnopeudesta. Askelmoottorit eivät myöskään ole yhtä hyviä kuin servomoottorit kiihdyttämään kuormaa. Jos yritetään kiihdyttää kuormaa liian nopeasti, jos askellaite ei pysty kehittämään tarpeeksi vääntöä 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, sijainnin tarkkuusvaatimukset, vääntömomenttivaatimukset, käyttötehon saatavuus ja kiihtyvyysvaatimukset. Askelmoottorit sopivat paremmin sovelluksiin, joissa kiihtyvyys on pienempi ja vääntömomentti korkea. Servomoottorit voivat tuottaa enemmän tehoa kuin askelmoottorit, mutta vaativat paljon monimutkaisempia käyttöpiirejä ja asennon palautetta tarkkaan paikannukseen. Ne vaativat usein vaihteistoa, etenkin alhaisemmalla nopeudella. Vaihteiston ja asentoanturin vaatimus tekee servomoottorien suunnittelusta mekaanisesti monimutkaisempia ja lisää järjestelmän huoltovaatimuksia. Jos asennon tarkkuus on välttämätöntä, moottorin kuormitus ei saa koskaan ylittää vääntömomenttia tai askelin tulee yhdistää asentoanturiin tarkkuuden varmistamiseksi. Askelmoottorit kärsivät myös tärinä- ja resonanssiongelmista. Tietyillä nopeuksilla, osittain kuormitusdynamiikasta riippuen, askelmoottori voi mennä resonanssiin eikä pysty ajamaan kuormaa. Tämä johtaa ohitettuihin vaiheisiin, jumittumiseen, liialliseen tärinään ja meluon.