Serwosilniki a silniki krokowe

Silniki krokowe i silniki serwo są ważnymi elementami sterowania w przemysłowej kontroli napędów i są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań. Jednak dla wielu klientów nie rozumieją głównych różnic między tymi dwoma typami silników, dlatego nigdy nie są pewni, jak wybrać. Jakie są więc główne różnice między silnikami krokowymi a serwomotorami? Poniżej znajduje się krótki opis ich różnic.

1. Zasada działania

Te dwa typy silników bardzo różnią się zasadą działania. Silniki krokowe to elementy sterujące w pętli otwartej, które przetwarzają sygnały impulsów elektrycznych na przemieszczenia kątowe lub liniowe.
Jeśli chodzi o silnik serwo, opiera się on głównie na impulsach do pozycjonowania. Sam silnik serwo ma funkcję wysyłania impulsów. Dla każdego kąta obrotu serwomotoru zostanie wysłana odpowiednia liczba impulsów, tworząc w ten sposób zamkniętą pętlę z impulsami odebranymi przez serwomotor, dzięki czemu system będzie wiedział dokładnie, ile impulsów zostało wysłanych i odebranych z powrotem , który umożliwia precyzyjną kontrolę obrotów silnika i dokładne pozycjonowanie.

2. Prędkość i moment obrotowy

Silniki krokowe są podatne na drgania o niskiej częstotliwości podczas pracy z niską prędkością, więc gdy silniki krokowe pracują z niską prędkością, zwykle wymagana jest technologia tłumienia, aby przezwyciężyć zjawisko drgań o niskiej częstotliwości, takie jak jako dodanie amortyzatorów do silnika lub użycie technologii podziału na sterowniku. Zjawisko to nie dotyczy serwosilników, a ich charakterystyka sterowania w pętli zamkniętej decyduje o tym, że zachowują doskonałe osiągi przy dużych prędkościach. Charakterystyki chwilowo-częstotliwościowe są różne i ogólnie prędkość znamionowa serwomotoru jest większa niż silnika krokowego. Wyjściowy moment obrotowy silnika krokowego spadnie wraz ze wzrostem prędkości, podczas gdy silnik serwo ma stały moment obrotowy, więc silnik krokowy na ogół nie ma zdolności przeciążania, ale serwosilnik prądu przemiennego ma wyższą zdolność przeciążania.

Podsumowując:

Prędkość i moment obrotowy silnika krokowego:

• a. Silnik krokowy ma mniejszą prędkość niż silnik serwo, normalny silnik krokowy ma maksymalną prędkość 1500 obr./min.
• b. Wraz ze wzrostem prędkości silnika, zmniejsza się moment obrotowy silnika.
• c. Daje doskonały moment obrotowy w zastosowaniach o niskiej prędkości.
• d. Silnik krokowy nie jest przydatny w zastosowaniach związanych z kontrolą momentu obrotowego.

Prędkość i moment obrotowy serwomotoru:

• a. Silnik serwo ma wyższą prędkość niż silnik krokowy, jednak na rynku otrzymasz napęd o różnej prędkości do 5000 obr./min.
• b. Otrzymujemy wysoki moment obrotowy przy większej prędkości.
• c. Daje doskonały moment obrotowy w zastosowaniach o dużej prędkości.
• d. Servo Motor może być używany w aplikacjach sterowania momentem obrotowym. (np. narzędzie do dokręcania nakrętek)

3. Wydajność operacyjna

Silniki krokowe są na ogół sterowane w pętli otwartej. Utrata stopni lub blokowanie może wystąpić przy zbyt wysokiej częstotliwości rozruchu lub pod zbyt dużym obciążeniem. Korzystając z nich, musisz zadbać o problemy z prędkością lub dodać enkodery do sterowania w pętli zamkniętej. Chociaż serwomotor jest sterowaniem w pętli zamkniętej, jest łatwiejszy do kontrolowania i nie cierpi z powodu zgubionych kroków.

4. Koszt

Silnik krokowy ma przewagę pod względem wydajności kosztowej. Aby osiągnąć tę samą funkcję, cena silnika serwo jest wyższa niż silnika krokowego o tej samej mocy. Wysoka reakcja, duża prędkość i wysoka dokładność serwosilników nieuchronnie oznacza, że ​​są one droższe.

5. Wybierz najbardziej odpowiedni silnik

Ogólnie uważa się, że systemy sterowania serwo działają lepiej w aplikacjach wymagających prędkości przekraczających 800 obr/min i gdzie wymagana jest wysoka dynamiczna reakcja. Silniki krokowe są bardziej odpowiednie do zastosowań wymagających niższych prędkości, niskiego do średniego przyspieszenia i wyższego momentu trzymającego.
Właściwie zarówno serwomotory, jak i silniki krokowe mają swoje własne cechy i istnieje możliwość wzajemnego przenikania się ich zastosowań. Wraz z postępem w precyzyjnej produkcji i technologii sterowania napędem, udoskonalana jest również technologia krokowa, a silniki krokowe nadal utrzymują ważną pozycję w branży.

Było kilka wskazówek dotyczących wyboru silnika serwo lub silnika krokowego?

A. Wybierz serwomotor, jeśli twoje wymagania są jak poniżej:

• a. Jeśli chcesz uzyskać informację zwrotną o pozycji.
• b. Dla szybkich aplikacji.
• c. Aplikacje do kontroli prędkości.
• d. Aplikacje do kontroli momentu obrotowego.
• e. Dla złożonych systemów maszyn.
• f. Dla bardziej precyzyjnego i szybkiego sprzętu.

B. Wybierz silnik krokowy, jeśli Twoje wymagania są zgodne z poniższym:

• a. Twoja aplikacja nie powinna wymagać informacji zwrotnej o pozycji.
• b. Dla aplikacji o niskiej prędkości.
• c. Możesz używać silnika krokowego tylko w aplikacjach sterowania położeniem.
• d. Do prostych zastosowań maszynowych.
• e. Jeśli twoja aplikacja ma na celu utrzymywanie momentu obrotowego.

6. Zastosowania przemysłowe serwosilników i silników krokowych

a. Typowe zastosowanie serwomotoru:

• Roboty
• Maszyny do pakowania
• Autofokus aparatu
• Maszyny CNC
• Maszyny do cięcia
• Maszyny do wykrawania i formowania
• Proporcjonalne sterowanie zaworem
• Maszyny drukarskie

b. Typowe zastosowanie silnika krokowego:

• Niskie maszyny CNC
• Ruch śruby kulowej (maszyny do malowania natryskowego lub cięcia papieru)
• Precyzyjny ruch góra/dół (spawarka)
• Drukarki 3D
• Małe roboty
• Maszyny tekstylne
• Sprzęt medyczny

7. Serwosilnik a silnik krokowy (w tabeli)

Obecnie STEPPERONLINE oferuje szereg powszechnie uznanych serwosilników, takich jak serwosilniki AC, serwosilniki DC i zintegrowane serwosilniki. W przyszłości będziemy rozwijać i wprowadzać na rynek coraz więcej wysokiej jakości serwosilników dla naszych cenionych klientów.