Pasirinkus tarp servomotoriaus ir "stepper" variklio, gali būti sunku iššaukti kelis projektavimo veiksnius. Visuomet svarbu, kad pasirinkdami geriausią variklį jūsų programai, būtų atsižvelgta į sąnaudas, sukimo momentą, greitį, greitėjimą ir pavaros schemas.
Pagrindiniai skirtumai tarp žingsnio ir servomotorių
Stepper ir servo varikliai skiriasi dviem pagrindiniais būdais: pagrindine konstrukcija ir jų valdymu. Stepper varikliai turi daug polių, magnetinių porų šiaurės ir pietų polių, kuriuos sukuria nuolatinis magnetas arba elektros srovė, paprastai 50-100 polių. Palyginimui, servo varikliuose yra labai mažai polių, dažnai nuo 4 iki 12. Kiekvienas polius siūlo natūralų variklio veleno stabdymo tašką. Didesnis polių skaičius leidžia žingsninio varikliui tiksliai ir tiksliai judėti tarp kiekvieno poliaus ir leidžia žingsniu valdyti be jokių pozicijų, susijusių su daugeliu atvejų. Servo varikliams dažnai reikia pozicijos kodavimo priemonės, kad būtų galima stebėti variklio veleno padėtį, ypač jei reikia tiksliai judėti.
Vairuotojas stepper varikliu tiksliam padétojui yra daug paprastesnis nei vairuotojo servo variklis. Naudojant "stepper" variklį, vieno pavaros impulsas variklio veleną perkelia iš vieno poliaus į kitą. Kadangi atitinkamo variklio žingsnio dydis nustatomas tam tikru apsisukimų dažniu, perkėlimas į tikslią padėtį yra tiesiog siunčiamas reikiamas impulsų skaičius. Priešingai, servo varikliai skaito skirtumą tarp dabartinės kodavimo pozicijos ir padėties, kuriai jie buvo įpareigoti, ir tik tą, kuri reikalinga norint judėti į teisingą padėtį. Naudojant šiandienos skaitmeninę elektroniką, " stepper" variklius daug lengviau valdyti nei servo varikliai.
Stepper Privalumai
Stepper varikliai turi keletą privalumų, palyginti su servovarikliais, už didesnio skaičiaus polių ir lengviau valdyti pavarą. "Stepper" variklio konstrukcija užtikrina nuolatinį sukimo momentą be variklio variklio. Žingsnio variklio sukimo momentas esant mažam greičiui yra didesnis nei to paties dydžio servo variklis. Vienas iš didžiausių "stepper" variklių privalumų yra jų palyginti mažos kainos ir prieinamumas.
Servo privalumai
Jei reikia didelės spartos ir didelio sukimo momento, spinduliuoja servo varikliai. Stepper varikliai siekia apie 2000 aps./min. Greitį, o servo varikliai yra daug kartų greitesni. Servo varikliai taip pat atlieka didelio sukimo momento vertes, iki 90% nominalaus sukimo momento galima gauti iš didelio greičio servo. Servo varikliai taip pat yra efektyvesni negu "stepper" varikliai, kurių našumas nuo 80 iki 90%. Servomotorius per trumpą laiką gali suteikti maždaug du kartus didesnį vardinį sukimo momentą, kai reikia, kad būtų galima išgauti greitį. Be to, servo varikliai yra gana lengvai prieinami kintamos srovės ir nuolatinės srovės varikliuose, o ne vibruoti ar kenčia nuo rezonanso problemų.
Stepper Limitations
Dėl visų jų privalumų, " Stepper" varikliams yra keli apribojimai, kurie gali priklausyti nuo jūsų taikymo, gali sukelti reikšmingų įdiegimo ir veikimo problemų. Stepper varikliai neturi jokių galios. Tiesą sakant, "stepper" varikliai praranda didelį savo sukimo momento kiekį, nes jie siekia maksimalų vairuotojo greitį. Tipiškas yra 80% nominalaus sukimo momento praradimas 90% didžiausio greičio. Stepper varikliai taip pat nėra tokie pat gerai, kaip servo varikliai, pagreitinantys apkrovą. Bandymas paspartinti apkrovą per greitai, kai stepper negali sukaupti pakankamai sukimo momento, kad galėtų pereiti prie kito žingsnio, kol kito disko impulsas nesusijęs su žingsniu ir nuostoliu. Jei padėtis tiksliai yra būtina, variklio apkrova niekada neturi viršyti jo sukimo momento, arba žingsnis turi būti sujungtas su padėties kodavimo įtaisu, kad būtų užtikrintas padėties tikslumas. Stepper varikliai taip pat kenčia nuo vibracijos ir rezonanso problemų. Tam tikru greičiu, iš dalies priklausomai nuo apkrovos dinamikos, stepper variklis gali patekti į rezonansą ir negali vairuoti apkrovos.
Tai lemia praleistus žingsnius, varstomus variklius, pernelyg didelę vibraciją ir triukšmą.
Servo apribojimai
Servo varikliai gali tiekti daugiau galios nei Stepper varikliai, tačiau reikalauja daug sudėtingesnių pavaros grandinių ir padėties, kad būtų galima tiksliai nustatyti padėtį. Servo varikliai taip pat yra daug brangesni nei "stepper" varikliai, todėl juos dažniau sunku rasti. Servo varikliai dažnai reikalauja pavarų dėžės, ypač mažesnio greičio veikimui. Pavarų dėžės ir padėties kodavimo reikalavimas daro servo variklio konstrukcijas labiau mechaniškai sudėtingas ir padidina sistemos techninės priežiūros reikalavimus. Prieš tai viskas išjunkite, servo varikliai yra brangesni už stepper variklius, prieš pridėdami pozicijos kodavimo kainą.
Santrauka
Jūsų geriausios variklio pasirinkimas priklauso nuo kelių pagrindinių jūsų sistemos projektavimo kriterijų, įskaitant išlaidas, pozicijos tikslumo reikalavimus, sukimo momento reikalavimus, variklio galios pasiekiamumą ir pagreitinimo reikalavimus. Apskritai, servo varikliai geriausiai tinka didelės spartos, didelės sukimo momento programoms, o stepperiniai varikliai geriau tinka mažesniam pagreitinimui, dideliam sukimo momento veikimui.