Att välja mellan en servomotor och en stegmotor kan vara en ganska utmaning med balansering av flera designfaktorer. Kostnadsöverväganden, vridmoment, hastighet, acceleration och drivkretsar spelar alla en roll för att välja den bästa motorn för din applikation. Vi har granskat deras användningsområden och styrkor för att hjälpa dig att välja rätt motor för din applikation.
Övergripande resultat
Stepper Motors
- 50 till 100 magnetiska par
- Lättare att kontrollera
- Mer flexibilitet och precision
- Bättre vid låga hastigheter
Servomotorer
- Fyra till tolv magnetiska par
- Färre stopp
- Kan kräva en roterande kodare
- Bättre vid högre hastigheter
Steg- och servomotorer skiljer sig åt på två viktiga sätt: deras grundläggande konstruktion och deras styrmedel. Båda ger rotationskraft för att flytta ett system. Stepper har fler steg eller positioner som motorn kan hålla. Sammantaget är servomotorer bäst för applikationer med hög hastighet och högt vridmoment. Stegmotorns konstruktion ger ett konstant hållmoment utan att motorn behöver drivas. Momentet hos en stegmotor vid låga hastigheter är större än en servomotor av samma storlek. Servos kan dock uppnå högre total hastighet.
Antal steg: Stepper Motors erbjuder mer variation
Stepper Motors
- Fler magnetiska par, vilket innebär fler steg
- Lättare att nå ett specifikt steg
Servomotorer
- Färre magnetiska par
- Mindre lätt att gå till en exakt plats
Stegmotorer har vanligtvis 50 till 100 magnetiska par nord- och sydpoler genererade antingen av en permanentmagnet eller en elektrisk ström. Som jämförelse har servomotorer färre poler, ofta 4 till 12 totalt. Var och en erbjuder en naturlig stopppunkt för motoraxeln. Det större antalet stopp gör det möjligt för en stegmotor att röra sig exakt och exakt mellan var och en och låta den arbeta utan någon lägesåterkoppling för många applikationer. Servomotorer kräver ofta en roterande kodare för att hålla reda på motoraxelns läge, särskilt om den behöver göra exakta rörelser.
Körmekanism: Steppare är mer exakta
Stepper Motors
- Lättare att köra till en specifik position
- Hitta slutposition baserat på antal steg
Servomotorer
- Svårare att kontrollera noggrant
- Läs slutposition baserat på justeringsström
Att köra en stegmotor till ett exakt läge är mycket enklare än att köra en servomotor. Med en stegmotor kommer en enda drivpuls att flytta motoraxeln ett steg, från en pol till nästa. Eftersom stegstorleken för en viss motor är fixerad till en viss rotation är det en fråga om att skicka rätt antal pulser. Däremot läser servomotorerna skillnaden mellan den aktuella kodarpositionen och den position de befalldes till och justerar den ström som krävs för att flytta till rätt position. Med dagens digitala elektronik är stegmotorer mycket lättare att styra än servomotorer.
Prestanda: Servos är bättre vid höga hastigheter
Servomotorer
- Lägre maximal varvtal (cirka 2000)
- Mindre vridmoment tillgängligt vid högre hastigheter
Stepper Motors
- Kan springa med mycket högre hastigheter
- Förlorar inte vridmoment med varvtal
För applikationer som kräver hög hastighet och högt vridmoment lyser servomotorer. Stegmotorer når en hastighet på 2000 varv / min, medan servomotorer är tillgängliga många gånger snabbare. Servomotorer upprätthåller också sitt vridmoment vid hög hastighet, upp till 90% av det nominella vridmomentet är tillgängligt från en servo vid hög hastighet. Servos är effektivare än stegmotorer, med effektivitet mellan 80-90%. En servomotor kan leverera ungefär dubbelt så mycket som sitt nominella vridmoment under korta perioder, vilket ger en kapacitet att dra från när det behövs. Dessutom är servomotorer tysta, finns i AC- och DC-drivenhet och vibrerar inte eller lider av resonansproblem. Stegmotorer tappar en betydande del av sitt vridmoment när de närmar sig sin maximala förarhastighet. En förlust på 80% av det nominella vridmomentet vid 90% av maxhastigheten är typiskt. Stegmotorer är inte lika bra som servomotorer för att påskynda en belastning. Försök att påskynda en belastning för snabbt där stegen inte kan generera tillräckligt med vridmoment för att gå till nästa steg innan nästa drivpuls kommer att resultera i ett hoppat steg och en förlust av position.
Slutlig dom
Att välja den bästa motorn för din applikation beror på några få viktiga designkriterier för ditt system, inklusive kostnad, krav på positionsnoggrannhet, vridmomentkrav, tillgänglighet för drivkraft och accelerationskrav. Stegmotorer är bättre lämpade för applikationer med lägre acceleration och högt vridmoment. Servomotorer kan leverera mer kraft än stegmotorer men kräver mycket mer komplexa drivkretsar och positionssvar för korrekt positionering. De kräver ofta växellådor, särskilt för drift med lägre hastighet. Kravet på växellåda och positionskodare gör servomotorkonstruktioner mer mekaniska och ökar underhållskraven för systemet. Om positionsnoggrannhet är nödvändig får antingen belastningen på motorn aldrig överstiga dess vridmoment, eller så måste stegmaskinen kombineras med en positionskodare för att säkerställa noggrannhet. Stegmotorer lider också av vibrations- och resonansproblem. Vid vissa hastigheter, delvis beroende på belastningsdynamiken, kan en stegmotor komma in i resonans och inte kunna driva lasten. Detta resulterar i hoppade steg, stoppade motorer, överdriven vibration och buller.
