Aký je rozdiel medzi servomotorom a krokovým motorom?

Krokové motory a servomotor s sú bežné aktuátory na presné riadenie pohybu široko používané v priemyselnej automatizácii, robotike a CNC strojoch. Aj keď obe môžu dosiahnuť presné riadenie polohy a rýchlosti, ich prevádzkové princípy, výkonnostné charakteristiky a aplikácie sa výrazne líšia.

Prevádzkové princípy

Krokový motor

Krokový motor pracuje na riadiacom systéme s otvorenou slučkou. Jeho rotor pozostáva z permanentných magnetov a vinutia statora sú navrhnuté vo viacerých fázach. Systematickým napájaním a vypínaním týchto vinutí sa motor otáča v pevných, diskrétnych prírastkoch, známych ako "krokové uhly". Každý elektrický impulz spôsobí, že sa motor pohne o jeden krok. Preto, aby sa motor otáčal o určitý uhol, stačí poslať zodpovedajúci počet impulzov do jeho ovládača.

Servomotor

A servomotor , na druhej strane používa systém riadenia s uzavretou slučkou. Skladá sa z troch hlavných častí: motor, kódovač a pohon. Snímač poskytuje spätnú väzbu o polohe a rýchlosti motora v reálnom čase. Pohon potom porovná túto spätnú väzbu s nastavenou cieľovou hodnotou a upraví prúd a napätie motora tak, aby presne dosiahol požadovanú polohu a rýchlosť. Toto ovládanie s uzavretou slučkou umožňuje servomotor na nepretržitú korekciu akýchkoľvek chýb polohy, výsledkom čoho je vyššia presnosť a dynamický výkon.

Výkonnostné charakteristiky

Krokový motor

• Presnosť : Presnosť krokového motora závisí od uhla kroku, ktorý sa zvyčajne pohybuje od 0,9° do 1,8°. Technológia mikrokrokovania môže ďalej zlepšiť rozlíšenie, ale môže to znížiť presnosť a krútiaci moment.

• Krútiaci moment : Krokové motory majú vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach, ale ich krútiaci moment rýchlo klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Poskytujú silný prídržný moment pri zastavení, čím eliminujú potrebu externej brzdy.

• Rýchlosť : Maximálna rýchlosť krokového motora je vo všeobecnosti nízka, zvyčajne niekoľko stoviek až tisíc otáčok za minútu (RPM).

• Schopnosť preťaženia : Krokové motory nemajú ochranu proti preťaženiu. Ak je zaťaženie príliš vysoké, môžu „stratiť kroky“ a nedokážu sledovať riadiace impulzy. To vedie k chybám polohy, ktoré systém nedokáže automaticky opraviť.

Servomotor

• Presnosť : A servomotor má veľmi vysokú presnosť, ktorá je primárne určená rozlíšením kodéra. Dokáže dosiahnuť submikrónovú presnosť polohovania a udržať túto presnosť aj pri vysokých rýchlostiach.

• Krútiaci moment : A servomotor poskytuje konzistentne vysoký krútiaci moment v celom rozsahu otáčok. Jeho pokles krútiaceho momentu pri vysokých rýchlostiach je oveľa menší ako u krokového motora. Má tiež silnú schopnosť preťaženia a dokáže odolať krátkodobému preťaženiu niekoľkonásobku jeho menovitého krútiaceho momentu.

• Rýchlosť : Maximálna rýchlosť a servomotor je oveľa vyššia ako u krokového motora a dosahuje niekoľko tisíc alebo dokonca desaťtisíc otáčok za minútu.

• Schopnosť preťaženia : A servomotor systém má silnú schopnosť preťaženia a dynamickú odozvu. Keď sa náhle zmení zaťaženie, dokáže sa rýchlo prispôsobiť, aby udržal nastavenú polohu a rýchlosť, čím sa zabráni strate krokov.

Aplikácie

Krokový motor

Vďaka svojej jednoduchej štruktúre, nižším nákladom a vysokému krútiacemu momentu a prídržnej sile pri nízkych rýchlostiach sa krokové motory často používajú v aplikáciách, kde rýchlosť nie je kritická, zaťaženie je relatívne konštantné a nie je potrebná spätná väzba v reálnom čase. Príklady:

• 3D tlačiarní

• Laserové gravírky

• Malé CNC stroje

• Predajné automaty

• Textilné stroje

Servomotor

Vďaka svojej vysokej presnosti, rýchlosti, krútiacemu momentu a silnej dynamickej odozve servomotor je široko používaný v aplikáciách s extrémne vysokými požiadavkami na výkon. Príklady:

• Priemyselné robotické ramená

• Vysoko presné CNC obrábacie stroje

• Automatizované výrobné linky

• Tlačiarenské a baliace zariadenia

• Lekárske prístroje

Zhrnutie