Servo vs Stappenmotors: De Moderne Grijze Zone Verhelderd

Het operationele verschil tussen stappen- en servomotoren lijkt te vervagen met de vooruitgang in motorbesturing en constructie. Typisch, in theorie, biedt een servomotor de gebruiker een oneindig klein fractie van rotatiegraad, terwijl de operatie van een stappenmotor beperkt is door het aantal statorwikkelingen. Praktisch is dit anders.

Servomotor

Een servomotor is onderdeel van een servosysteem, bestaande uit een drive, een feedbackapparaat, en de motor zelf. De drive neemt AC-voeding als invoer en rectificeert het naar DC-spanning. Indien vereist, kan een simpele gelijkrichter functioneren in plaats van een volledig drive, gecontroleerd door externe circuitry. Zo'n systeem is afhankelijk van externe apparaten om alle motorbesturingsfuncties uit te voeren, zoals versnelling, PID-tuning, snelheid, etc. Een andere optie is het gebruik van intelligente drives die bewegingsprofelen toestaan te delen, foutcondities te detecteren, samen met een digitale interface.

Het feedbackapparaat kan slechts een absolute encoder of resolver zijn, die een patroon van elektriciteitssignalen uitgeeft die corresponderen met de positie van de servomotor. De hoekpositie wordt gelezen op basis van sleuven in een metalen schijf. Een resolver is simpelweg een rotatietransformator die de meting van stroom door twee statorwikkelingen verandert, waarbij het enige bewegende deel de rotor is. Vergeleken met een encoder, is een resolver veel robuuster.

Een servomotor kan ontworpen zijn voor AC- of DC-operatie. Als zodanig moet het correct gekoppeld worden met de drive, die dan de juiste polariteit en waardering levert. AC-stijl motoren zijn voorkeur voor constante snelheidstoepassingen en vereisen minder onderhoud, aangezien door het niet-bestaan van borstels, slijtage minimaal is. Bovendien kunnen ze een veel hogere RPM bereiken vergeleken met DC-stijl motoren. In terugblik, DC-stijl motoren zijn voorkeur in variabele-snelheidstoepassingen en hebben een eenvoudiger besturingssysteem.

Stappenmotor

Stappenmotoren vereisen ook drives voor bewegingsbesturing. Net als servosystemen, kunnen stappersystemen opgebouwd worden uit simpele pulsengeneratoren of van onafhankelijke intelligente drives. Verschillende stappersystemen draaien in open-lus modus zonder directe feedback aan het besturingssysteem. Dit is plausibel zolang de belasting constant is, bijvoorbeeld transportbandafleiders, en de motor correct gedimensioneerd is. Echter, als de belasting dynamisch is en positionering varieert met de tijd, moet een feedbackapparaat aan de motoras toegevoegd worden.

Stapperdrives kunnen zo simpel of complex zijn als u ze wilt. Ze worden meestal gevoed met 24VDC bron; echter, andere opties zijn beschikbaar. Het gebruik van een intelligent drive systeem kan de besturingscomplexiteit aanzienlijk reduceren. Stappenmotoren staan hoge koppel op lage snelheden toe, maar als de snelheid te laag is, kan excessieve trilling optreden als gevolg. Om dit te vermijden, moet de motor zorgvuldig geselecteerd worden. Hetzelfde geldt voor operatie bij hoge snelheden; als de snelheid groter is dan 1000rpm, kunnen stappenmotoren hun prestaties verliezen.

Servosystemen hebben een bijna drie keer verhoogde prijslabel vergeleken met stappersystemen. De besluitvorming moet daarom niet met haast gebeuren. Als de belasting relatief constant blijft en de operationele snelheid binnen een bereik valt, dan zouden stappersystemen overwogen moeten worden. De technische ondersteuningsliteratuur van de fabrikant is de beste plek om te beginnen bij het ontwerpen van bewegingssystemen. Als u een supportcontract heeft met een SI, kunt u ook hun personeel betrekken in brainstormsessies om te zorgen dat de meest kosteneffectieve beslissing genomen wordt.