Scegliere tra un servomotore e un motore passo-passo può essere una vera sfida che coinvolge il bilanciamento di diversi fattori di progettazione. Considerazioni sui costi, coppia, velocità, accelerazione e circuiti di azionamento giocano tutti un ruolo nella scelta del miglior motore per la vostra applicazione. Abbiamo esaminato i loro usi e punti di forza per aiutarti a scegliere il motore giusto per la tua applicazione.
Risultati complessivi
- 50 a 100 coppie magnetiche
- Più facile da controllare
- Più flessibilità e precisione
- Meglio alle basse velocità
- Da quattro a 12 coppie magnetiche
- Meno fermate
- Potrebbe richiedere un codificatore rotante
- Meglio a velocità più elevate
I motori passo-passo e i servomotori differiscono in due modi principali: la loro costruzione di base e i loro mezzi di controllo. Entrambi forniscono la forza di rotazione per muovere un sistema. Gli stepper hanno più passi o posizioni che il motore può mantenere.
Nel complesso, i servomotori sono i migliori per applicazioni ad alta velocità e coppia elevata. Il design del motore passo-passo fornisce una coppia di mantenimento costante senza la necessità di alimentare il motore. La coppia di un motore passo-passo a basse velocità è maggiore di un servomotore della stessa taglia. Tuttavia, i servi possono raggiungere una velocità complessiva più elevata.
Numero di passaggi: i motori passo-passo offrono più varietà
- Più coppie magnetiche, il che significa più passaggi
- Più facile raggiungere un passaggio specifico
- Meno coppie magnetiche
- Meno facile da raggiungere in un luogo preciso
I motori passo-passo hanno tipicamente da 50 a 100 coppie magnetiche di poli nord e sud generati da un magnete permanente o da una corrente elettrica. In confronto, i servomotori hanno meno poli, spesso da 4 a 12 in totale.
Ognuno offre un punto di arresto naturale per l'albero motore. Il maggior numero di arresti consente a un motore passo-passo di spostarsi in modo accurato e preciso tra ciascuno e gli consente di funzionare senza alcun feedback di posizione per molte applicazioni. I servomotori spesso richiedono un encoder rotativo per tenere traccia della posizione dell'albero motore, soprattutto se è necessario eseguire movimenti precisi.
Meccanismo di guida: gli stepper sono più precisi
- Più facile da guidare in una posizione specifica
- Trova la posizione finale in base al numero di passi
- Più difficile da controllare con precisione
- Leggi la posizione finale in base alla regolazione della corrente
Guidare un motore passo-passo in una posizione precisa è molto più semplice che guidare un servomotore. Con un motore passo-passo, un singolo impulso di azionamento sposterà l'albero del motore di un passo, da un polo all' altro. Poiché la dimensione del passo di un dato motore è fissata a una certa quantità di rotazione, spostarsi in una posizione precisa è questione di inviare il giusto numero di impulsi.
Al contrario, i servomotori leggono la differenza tra la posizione corrente dell'encoder e la posizione a cui sono stati comandati e regolano la corrente richiesta per spostarsi nella posizione corretta. Con l'elettronica digitale di oggi, i motori passo-passo sono molto più facili da controllare rispetto ai servomotori.
Prestazioni: i servi sono migliori alle alte velocità
- Ridurre il numero di giri massimo (circa 2.000)
- Meno coppia disponibile a velocità più elevate
- Può funzionare a velocità molto più elevate
- Non perde coppia con RPM
Per le applicazioni che richiedono alta velocità e coppia elevata, i servomotori brillano. I motori passo-passo raggiungono velocità di picco di 2.000 giri/min, mentre i servomotori sono disponibili molte volte più velocemente. I servomotori mantengono la loro coppia nominale anche ad alta velocità, fino al 90% della coppia nominale è disponibile da un servo ad alta velocità.
I servo sono più efficienti dei motori passo-passo, con efficienze comprese tra l'80 e il 90%. Un servomotore può fornire circa il doppio della coppia nominale per brevi periodi, fornendo un pozzo di capacità da cui attingere quando necessario. Inoltre, i servomotori sono silenziosi, disponibili con azionamento in c.a. e c.c. e non vibrano né soffrono di problemi di risonanza.
I motori passo-passo perdono una parte significativa della loro coppia quando si avvicinano alla velocità massima del conducente. È tipica una perdita dell'80% della coppia nominale al 90% della velocità massima. Anche i motori passo-passo non sono buoni quanto i servomotori per accelerare un carico. Il tentativo di accelerare un carico troppo veloce in cui lo stepper non è in grado di generare una coppia sufficiente per passare alla fase successiva prima dell'impulso di azionamento successivo risulterà in una fase s altata e in una perdita di posizione.
Verdetto finale
La selezione del motore migliore per la tua applicazione dipende da alcuni criteri chiave di progettazione per il tuo sistema, inclusi costi, requisiti di precisione posizionale, requisiti di coppia, disponibilità di potenza dell'azionamento e requisiti di accelerazione.
I motori passo-passo sono più adatti per applicazioni con accelerazione inferiore e coppia di mantenimento elevata. I servomotori sono in grado di fornire più potenza rispetto ai motori passo-passo, ma richiedono circuiti di azionamento e feedback posizionali molto più complessi per un posizionamento accurato. Spesso richiedono cambi, soprattutto per il funzionamento a bassa velocità. Il requisito di un riduttore e di un encoder di posizione rende i progetti dei servomotori più complessi dal punto di vista meccanico e aumenta i requisiti di manutenzione per il sistema.
Se la precisione del posizionamento è essenziale, il carico sul motore non deve mai superare la sua coppia, oppure lo stepper deve essere combinato con un encoder di posizione per garantire la precisione. Anche i motori passo-passo soffrono di problemi di vibrazione e risonanza. A determinate velocità, in parte dipendenti dalla dinamica del carico, un motore passo-passo può entrare in risonanza e non essere in grado di guidare il carico. Ciò si traduce in passaggi s altati, motori in stallo, vibrazioni eccessive e rumore.
