Izbor između servo motora i koračnog motora može biti prilično izazov koji uključuje balansiranje nekoliko faktora dizajna. Razmatranja troškova, obrtnog momenta, brzine, ubrzanja i strujnog kola igraju ulogu u odabiru najboljeg motora za vašu aplikaciju.
Osnovne razlike između stepera i servo motora
Stepper i servo motori se razlikuju na dva ključna načina, u njihovoj osnovnoj konstrukciji i kako se oni kontrolišu. Koračni motori imaju veliki broj polova, magnetske parove sjevernog i južnog pola koji se generišu permanentnim magnetom ili električnom strujom, obično od 50 do 100 polova. Za razliku od toga, servo motori imaju vrlo malo polova, često 4 do 12 ukupno. Svaki stub nudi prirodnu tačku za zaustavljanje motora. Veći broj polova omogućava koračnom motoru da se precizno i precizno kreće između svakog pola i omogućava koraču da se upravlja bez povratne pozicije za mnoge primene. Servo motori često zahtevaju da koder položaja prati položaj osovine motora, naročito ako su potrebni precizni kretanja.
Vožnja koračnog motora u preciznu poziciju je mnogo jednostavnija nego vožnja servo motora. Sa koračnim motorom, impuls jednog impulsa pomera osovinu motora jedan korak, od jednog pola ka drugom. Pošto je veličina koraka datog motora fiksirana na određenoj količini rotacije, prelazak na preciznu poziciju jednostavno je pitanje slanja pravog broja impulsa. Za razliku od servo motora, pročitajte razliku između trenutnog položaja enkodera i položaja na koji su komandovani, a samo struje koja je potrebna za prelazak na ispravan položaj. Sa današnjom digitalnom elektronikom, stepper motori su mnogo lakši za kontrolu nego servo motori.
Stepper Prednosti
Stepper motori nude više prednosti u odnosu na servo motore izvan većeg broja polova i lakšu kontrolu pogona. Dizajn koračnog motora obezbeđuje konstantni moment držanja motora bez potrebe za napajanjem motora. Moment korač motora pri malim brzinama je veći od servo motora iste veličine. Jedna od najvećih prednosti stepper motora je relativno niska cena i dostupnost.
Servo prednosti
Za aplikacije u kojima je potrebna velika brzina i veliki obrtni moment, servo motori sijaju. Stepper motori vrše maksimalnu brzinu od 2.000 obrtaja u minuti, dok su servo motori dostupni mnogo puta brže. Servo motori takođe održavaju svoj obrtni momenat pri velikoj brzini, do 90% nominalnog obrtnog momenta je na raspolaganju iz servo pri velikoj brzini. Servo motori su takođe efikasniji od stepper motora sa efikasnošću između 80-90%. Servo motor može u kratkim vremenskim intervalima snabdevati otprilike dvostruko nominalni obrtni momenat, obezbeđujući bunar kapaciteta za izvlačenje po potrebi. Pored toga, servo motori su prilično dostupni u pogonima AC i DC i ne vibriraju ili pate od rezonantnih problema.
Stepper Limitations
Za sve njihove prednosti, koračni motori imaju nekoliko ograničenja koja mogu izazvati značajna pitanja u vezi sa implementacijom i radom u zavisnosti od vaše aplikacije. Koračni motori nemaju rezervne snage. U stvari, koračni motori izgube značajnu količinu njihovog obrtnog momenta jer se približavaju maksimalnoj brzini vozača. Tipičan je gubitak od 80% nominalnog obrtnog momenta sa 90% maksimalne brzine. Koračni motori nisu tako dobri kao servo motori u ubrzanju tereta. Pokušavajući ubrzati prebrzo opterećenje tamo gde steper ne može generisati dovoljno obrtnog momenta da bi se prešao na sledeći korak pre nego što se sledeći impuls pulsira, rezultiraće preskakanjem i gubitkom položaja. Ako je tačnost položaja od suštinskog značaja, ili opterećenje motora ne sme nikada prevazilaziti obrtni momenat, ili se steper mora kombinovati sa enkoderom položaja kako bi se osigurala tačnost pozicije. Koračni motori takođe pate od problema sa vibracijom i rezonancom. Pri određenim brzinama, delimično u zavisnosti od dinamike opterećenja, koračni motor može ući u rezonanciju i ne može da vozi teret.
Ovo dovodi do preskočenih koraka, zastalih motora, prekomerne vibracije i buke.
Servo Ograničenja
Servo motori mogu da isporučuju više snage nego stepper motori, ali zahtevaju mnogo složenije drajvove kola i pozitivne povratne informacije za tačno pozicioniranje. Servo motori su mnogo skuplji od stepper motora i često ih je teže naći. Servo motori često zahtevaju menjačke kutije, posebno za manju brzinu rada. Zahtev za menjačem i pozicionim enkoderom čini dizajn servo motora mehanički kompleksnijim i povećava zahtjeve za održavanje sistema. Da bi sve to bilo gore, servo motori su skuplji od steppera pre dodavanja troškova kodera.
Sažetak
Odabir najboljeg motora za vašu aplikaciju zavisi od nekoliko ključnih kriterijuma dizajna za vaš sistem, uključujući troškove, zahteve za preciznost u poziciji, zahtjeve obrtnog momenta, raspoloživost pogonske snage i zahtjeve ubrzanja. Sve u svemu, servo motori su najbolji za velike brzine, velike obrtne momente, dok su koračni motori bolje prilagođeni za niže ubrzanje, velike primene obrtnog momenta.