La selecció entre un servomotor i un motor de pas pot ser un desafiament que implica l'equilibri de diversos factors de disseny. Les consideracions de costos, el parell, la velocitat, l'acceleració i la unitat de circuits tenen un paper important a l'hora de seleccionar el millor motor per a la vostra aplicació.
Diferències bàsiques entre els motors Stepper i Servo
Els escaladors i servomotors es diferencien de dues maneres clau, en la seva construcció bàsica i com es controlen. Els motors passeigs tenen una gran quantitat de pols, parells magnètics de pols nord i sud generats per un imant permanent o un corrent elèctric, normalment de 50 a 100 pols. En comparació, els servomotors tenen molt pocs pols, sovint de 4 a 12 en total. Cada pol ofereix un punt de parada natural per a l'eix del motor. La major quantitat de pols permet que un motor pas a pas es mogui amb precisió i precisió entre cada pol i permeti operar un passador sense cap feedback de posició per a moltes aplicacions. Els servomotors sovint requereixen un encoder de posició per fer un seguiment de la posició de l'eix del motor, especialment si es requereixen moviments precisos.
Conduir un motor pas a una posició precisa és molt més senzill que conduir un servomotor. Amb un motor pas a pas, un pols de propulsió moure l'eix del motor un pas, d'un pol al següent. Atès que la mida del pas d'un motor determinat es fixa a una determinada quantitat de rotació, passar a una posició precisa és simplement una qüestió d'enviar el nombre correcte de polsos. Al contrari, els servomotors llegeixen la diferència entre la posició del codificador actual i la posició a la qual se'ls va ordenar i només la necessària per passar a la posició correcta. Amb l'electrònica digital actual, els motors passeigs són molt més fàcils de controlar que els servomotors.
Avantatges de pas a pas
Els motors de pas a pas ofereixen diversos avantatges sobre els servomotors més enllà de la major quantitat de pols i el control de la unitat més senzill. El disseny del motor passeig proporciona un parell de manteniment constant sense necessitat de motorització. El parell d'un motor de pas a baixes velocitats és més gran que un servomotor de la mateixa mida. Una de les majors avantatges dels motors passeigs és el seu cost i disponibilitat relativament baixos.
Avantatges de Servo
Per a aplicacions on es necessita alta velocitat i alt parell, els servomotors brillen. Els motors de pas a la velocitat al voltant de velocitats de 2.000 RPM, mentre que els servomotors estan disponibles moltes vegades més ràpidament. Els servomotors també mantenen la seva capacitat de parell a alta velocitat, fins a un 90% del parell nominal disponible des d'un servo a alta velocitat. Els servomotors també són més eficients que els motors de pas amb eficiència entre un 80-90%. Un servomotor pot subministrar aproximadament el doble del seu parell nominal per períodes curts, proporcionant un pou de capacitat per treure de quan sigui necessari. A més, els servomotors són bastant, estan disponibles en AC i DC, i no vibren ni pateixen problemes de ressonància.
Limitacions de pas a pas
Per tots els seus avantatges, els motors de pas a pas tenen algunes limitacions que poden causar importants problemes d'implementació i operació en funció de la vostra aplicació. Els motors passadors no tenen cap poder de reserva. De fet, els motors passen a perdre una quantitat significativa del seu parell a mesura que s'apropen a la velocitat màxima del controlador. La pèrdua del 80% del parell nominal és del 90% de la velocitat màxima. Els motors de pas a pas tampoc són tan bons com els servomotors en accelerar una càrrega. S'està intentant accelerar una càrrega massa ràpida, ja que el pas a pas no pot generar prou parell per passar al següent pas abans que el pols de la propera impulsió produeixi un pas omès i una pèrdua de posició. Si la precisió de posició és essencial, la càrrega en el motor mai no ha d'excedir el seu parell o el passador s'ha de combinar amb un codificador de posició per assegurar la precisió posicional. Els motors de pas a pas també pateixen problemes de vibració i ressonància. A certes velocitats, depenent parcialment de la dinàmica de càrrega, un motor de pas pot entrar en ressonància i no poder conduir la càrrega.
Això dóna lloc a passos saltats, motors estancats, vibracions excessives i sorolls.
Limitacions de servo
Els motors servo són capaços de subministrar més potència que els motors de pas, però requereixen circuits d'accionament molt més complexos i comentaris posicionals per a un posicionament precís. Els motors servomotors també són molt més cars que els motors de pas i sovint són més difícils de trobar. Els servomotors sovint requereixen caixes d'engranatges, especialment per a un funcionament més baix. El requisit d'una caixa de canvis i un codificador de posició fan que els dissenys del servomotor siguin més complexos mecànicament i que incrementin els requisits de manteniment del sistema. Per acabar, els servomotors són més cars que els motors de pas abans d'afegir el cost d'un encoder de posició.
Resum
La selecció del millor motor per a la vostra aplicació depèn d'uns quants criteris de disseny clau per al vostre sistema, incloent-hi el cost, els requisits de precisió posicional, els requisits de torque, la disponibilitat d'energia de la unitat i els requisits d'acceleració. En general, els servomotors són els millors per a aplicacions d'alta velocitat i d'alt parell, mentre que els motors de pas són els més adequats per a una acceleració més baixa, aplicacions de parell d'alta resistència.