Die Auswahl zwischen einem Servomotor und einem Schrittmotor kann eine ziemliche Herausforderung sein, bei der mehrere Designfaktoren in Einklang gebracht werden müssen. Kostenüberlegungen, Drehmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Antriebssch altung spielen alle eine Rolle bei der Auswahl des besten Motors für Ihre Anwendung. Wir haben ihre Einsatzmöglichkeiten und Stärken überprüft, um Ihnen bei der Auswahl des richtigen Motors für Ihre Anwendung zu helfen.
Gesamtergebnisse
- 50 bis 100 Magnetpaare
- Einfacher zu kontrollieren
- Mehr Flexibilität und Präzision
- Besser bei niedrigen Geschwindigkeiten
- Vier bis 12 Magnetpaare
- Weniger H altestellen
- Erfordert möglicherweise einen Drehgeber
- Besser bei höheren Geschwindigkeiten
Schritt- und Servomotoren unterscheiden sich in zwei wesentlichen Punkten: ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Ansteuerung. Beide liefern Rotationskraft, um ein System zu bewegen. Stepper haben mehr Schritte oder Positionen, die der Motor h alten kann.
Insgesamt eignen sich Servomotoren am besten für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und hohem Drehmoment. Das Design des Schrittmotors bietet ein konstantes H altemoment, ohne dass der Motor mit Strom versorgt werden muss. Das Drehmoment eines Schrittmotors bei niedrigen Drehzahlen ist größer als das eines Servomotors gleicher Größe. Servos können jedoch eine höhere Gesamtgeschwindigkeit erreichen.
Schrittzahl: Schrittmotoren bieten mehr Abwechslung
- Mehr magnetische Paare, was mehr Schritte bedeutet
- Einfacher, einen bestimmten Schritt zu erreichen
- Weniger Magnetpaare
- Weniger einfach, zu einem genauen Ort zu gelangen
Schrittmotoren haben normalerweise 50 bis 100 magnetische Paare von Nord- und Südpolen, die entweder durch einen Permanentmagneten oder einen elektrischen Strom erzeugt werden. Im Vergleich dazu haben Servomotoren weniger Pole, oft 4 bis 12 insgesamt.
Jeder bietet einen natürlichen H altepunkt für die Motorwelle. Die größere Anzahl von Stopps ermöglicht es einem Schrittmotor, sich genau und präzise zwischen den einzelnen zu bewegen, und ermöglicht es ihm, für viele Anwendungen ohne Positionsrückmeldung zu arbeiten. Servomotoren benötigen häufig einen Drehgeber, um die Position der Motorwelle zu verfolgen, insbesondere wenn präzise Bewegungen ausgeführt werden müssen.
Antriebsmechanismus: Stepper sind präziser
- Bequemeres Anfahren einer bestimmten Position
- Finde die endgültige Position basierend auf der Anzahl der Schritte
- Schwieriger, genau zu kontrollieren
- Lesen Sie die endgültige Position basierend auf der Anpassung des Stroms
Das Antreiben eines Schrittmotors an eine genaue Position ist viel einfacher als das Antreiben eines Servomotors. Bei einem Schrittmotor bewegt ein einzelner Antriebsimpuls die Motorwelle um einen Schritt von einem Pol zum nächsten. Da die Schrittweite eines gegebenen Motors auf eine bestimmte Umdrehungszahl festgelegt ist, muss beim Bewegen zu einer genauen Position die richtige Anzahl von Impulsen gesendet werden.
Im Gegensatz dazu lesen Servomotoren die Differenz zwischen der aktuellen Encoderposition und der Position, die ihnen befohlen wurde, und passen den Strom an, der erforderlich ist, um sich an die richtige Position zu bewegen. Mit der heutigen digitalen Elektronik sind Schrittmotoren viel einfacher zu steuern als Servomotoren.
Leistung: Servos sind besser bei hohen Geschwindigkeiten
- Untere maximale Drehzahl (ca. 2.000)
- Weniger Drehmoment bei höheren Drehzahlen verfügbar
- Kann viel schneller laufen
- Verliert kein Drehmoment mit Drehzahl
Für Anwendungen, die hohe Drehzahlen und ein hohes Drehmoment erfordern, glänzen Servomotoren. Schrittmotoren erreichen Spitzengeschwindigkeiten von etwa 2.000 U/min, während Servomotoren um ein Vielfaches schneller verfügbar sind. Servomotoren beh alten ihr Nenndrehmoment auch bei hoher Geschwindigkeit bei, bis zu 90 % des Nenndrehmoments sind von einem Servo bei hoher Geschwindigkeit verfügbar.
Servos sind effizienter als Schrittmotoren, mit Wirkungsgraden zwischen 80-90%. Ein Servomotor kann für kurze Zeit etwa das Doppelte seines Nenndrehmoments liefern und bietet so eine Fülle von Kapazitäten, aus denen er bei Bedarf schöpfen kann. Darüber hinaus sind Servomotoren leise, mit AC- und DC-Antrieb erhältlich und vibrieren nicht und leiden nicht unter Resonanzproblemen.
Schrittmotoren verlieren einen erheblichen Teil ihres Drehmoments, wenn sie sich ihrer maximalen Treibergeschwindigkeit nähern. Typisch ist ein Verlust von 80 % des Nenndrehmoments bei 90 % der Maximaldrehzahl. Schrittmotoren sind auch beim Beschleunigen einer Last nicht so gut wie Servomotoren. Der Versuch, eine Last zu schnell zu beschleunigen, wenn der Stepper nicht genug Drehmoment erzeugen kann, um vor dem nächsten Antriebsimpuls zum nächsten Schritt zu gelangen, führt zu einem übersprungenen Schritt und einem Positionsverlust.
Endgültiges Urteil
Die Auswahl des besten Motors für Ihre Anwendung hängt von einigen wichtigen Konstruktionskriterien für Ihr System ab, darunter Kosten, Positionsgenauigkeitsanforderungen, Drehmomentanforderungen, Antriebsleistungsverfügbarkeit und Beschleunigungsanforderungen.
Schrittmotoren eignen sich besser für Anwendungen mit niedriger Beschleunigung und hohem H altemoment. Servomotoren können mehr Leistung liefern als Schrittmotoren, erfordern jedoch eine viel komplexere Antriebssch altung und Positionsrückmeldung für eine genaue Positionierung. Sie erfordern häufig Getriebe, insbesondere für den Betrieb mit niedrigeren Drehzahlen. Die Anforderung an ein Getriebe und einen Positionsgeber macht Servomotorkonstruktionen mechanisch komplexer und erhöht die Wartungsanforderungen für das System.
Wenn es auf Positionsgenauigkeit ankommt, darf entweder die Belastung des Motors niemals sein Drehmoment überschreiten oder der Schrittmotor muss mit einem Positionsencoder kombiniert werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Schrittmotoren leiden auch unter Vibrations- und Resonanzproblemen. Bei bestimmten Drehzahlen, teilweise abhängig von der Lastdynamik, kann ein Schrittmotor in Resonanz geraten und die Last nicht antreiben. Dies führt zu übersprungenen Schritten, blockierten Motoren, übermäßigen Vibrationen und Geräuschen.
