Jaký je rozdíl mezi servomotorem a krokovým motorem?

Krokové motory a servomotor s jsou oba běžné akční členy pro přesné řízení pohybu široce používané v průmyslové automatizaci, robotice a CNC strojích. Zatímco oba mohou dosáhnout přesné polohy a řízení rychlosti, jejich provozní principy, výkonnostní charakteristiky a aplikace se výrazně liší.

Provozní principy

Krokový motor

Krokový motor pracuje na řídicím systému s otevřenou smyčkou. Jeho rotor se skládá z permanentních magnetů a vinutí statoru jsou navržena ve více fázích. Systematickým zapínáním a vypínáním těchto vinutí se motor otáčí v pevných, diskrétních krocích, známých jako "krokové úhly". Každý elektrický impuls způsobí pohyb motoru o jeden krok. Proto, aby se motor otočil o určitý úhel, stačí poslat odpovídající počet impulsů do jeho ovladače.

Servomotor

A servomotor , na druhé straně používá systém řízení s uzavřenou smyčkou. Skládá se ze tří hlavních částí: motoru, kodéru a pohonu. Kodér poskytuje zpětnou vazbu v reálném čase o poloze a rychlosti motoru. Měnič poté porovná tuto zpětnou vazbu s nastavenou cílovou hodnotou a upraví proud a napětí motoru tak, aby přesně dosáhl požadované polohy a rychlosti. Toto ovládání s uzavřenou smyčkou umožňuje servomotor průběžně opravovat jakékoli chyby polohy, což vede k vyšší přesnosti a dynamickému výkonu.

Výkonové charakteristiky

Krokový motor

• Přesnost : Přesnost krokového motoru závisí na úhlu jeho kroku, typicky v rozmezí od 0,9° do 1,8°. Technologie mikrokrokování může dále zlepšit rozlišení, ale může to snížit přesnost a točivý moment.

• Točivý moment : Krokové motory mají vysoký točivý moment při nízkých otáčkách, ale jejich točivý moment rychle klesá s rostoucí rychlostí. Poskytují silný přídržný moment při zastavení, čímž eliminují potřebu externí brzdy.

• Rychlost : Maximální rychlost krokového motoru je obecně nízká, obvykle několik set až tisíc otáček za minutu (RPM).

• Schopnost přetížení : Krokové motory nemají ochranu proti přetížení. Pokud je zatížení příliš vysoké, mohou „ztratit kroky“ a nedokážou sledovat řídicí impulsy. To vede k chybám polohy, které systém nemůže automaticky opravit.

Servomotor

• Přesnost : A servomotor má velmi vysokou přesnost, která je primárně určena rozlišením kodéru. Dokáže dosáhnout submikronové přesnosti polohování a udržet tuto přesnost i při vysokých rychlostech.

• Točivý moment : A servomotor poskytuje konzistentně vysoký točivý moment v celém rozsahu otáček. Jeho pokles točivého momentu při vysokých rychlostech je mnohem menší než u krokového motoru. Má také silnou schopnost přetížení a vydrží krátkodobá přetížení několikanásobku jeho jmenovitého točivého momentu.

• Rychlost : Maximální rychlost a servomotor je mnohem vyšší než u krokového motoru a dosahuje několika tisíc nebo dokonce desítek tisíc otáček za minutu.

• Schopnost přetížení : A servomotor systém má silnou schopnost přetížení a dynamickou odezvu. Když se náhle změní zatížení, může se rychle přizpůsobit, aby udrželo nastavenou polohu a rychlost, čímž se zabrání ztrátě kroků.

Aplikace

Krokový motor

Kvůli jejich jednoduché konstrukci, nižší ceně a vysokému točivému momentu a přídržné síle při nízkých rychlostech se krokové motory často používají v aplikacích, kde rychlost není kritická, zatížení je relativně konstantní a není vyžadována zpětná vazba v reálném čase. Příklady:

• 3D tiskárny

• Laserové rytce

• Drobné CNC stroje

• Prodejní automaty

• Textilní stroje

Servomotor

Díky své vysoké přesnosti, rychlosti, točivému momentu a silné dynamické odezvě servomotor je široce používán v aplikacích s extrémně vysokými požadavky na výkon. Příklady:

• Průmyslová robotická ramena

• Vysoce přesné CNC obráběcí stroje

• Automatizované výrobní linky

• Tiskařské a balicí zařízení

• Lékařská zařízení

Shrnutí