Servomotore e motore passo-passo, che è meglio servo o motori passo-passo?
Motori passo-passo e servomotori
In un numero crescente di applicazioni di automazione industriale di alto livello, i progressi tecnologici stanno modificando il rapporto prestazioni/costi tra motori passo-passo e servomotori. Con l'adozione della tecnologia a circuito chiuso, I motori passo-passo a circuito chiuso offrono agli utenti precisione ed efficienza eccellenti, con le prestazioni di un servomotore e il vantaggio a basso costo di un motore passo-passo. I motori passo-passo a basso costo stanno gradualmente penetrando in applicazioni che altrimenti sarebbero dominate da servomotori ad alto costo.
Servomotore e motore passo-passo
Secondo la saggezza convenzionale, i sistemi di servocontrollo funzionano meglio in applicazioni che richiedono velocità superiori a 800 RPM ed elevata risposta dinamica. I motori passo-passo sono più adatti per applicazioni con velocità inferiori, accelerazione da bassa a media, e una coppia di tenuta più elevata. Allora qual è la base di questa saggezza convenzionale sui motori passo-passo e sui servomotori?? Analizziamolo nel dettaglio di seguito.
1、Struttura: Servomotore e motore passo-passo
I motori passo-passo utilizzano il passo per ruotare, utilizzando una bobina magnetica per attirare gradualmente un magnete per passare da una posizione a quella successiva. Per far muovere il motore 100 posizioni in qualsiasi direzione, il circuito deve funzionare 100 operazioni a passi sul motore. I motori passo-passo utilizzano gli impulsi per ottenere un movimento incrementale, consentendo un posizionamento preciso senza l'uso di sensori di feedback.
Il metodo di movimento del servomotore è diverso. Ha un sensore di posizione collegato al rotore magnetico – cioè., un codificatore – che rileverà continuamente la posizione esatta del motore. Il servo monitora la differenza tra la posizione effettiva del motore e la posizione comandata e regola la corrente di conseguenza. Questo sistema a circuito chiuso mantiene il motore nel movimento corretto.
2、Semplicità e costo: Servomotore e motore passo-passo
Motori passo-passo non solo sono meno costosi dei servomotori, ma sono anche più semplici da mettere in servizio e mantenere. I motori passo-passo sono stabili da fermi e mantengono la posizione (anche con carichi dinamici). Tuttavia, se determinate applicazioni hanno requisiti di prestazioni più elevati, è necessario utilizzare servomotori più costosi e complessi.
3、Posizionamento: Servomotore e motore passo-passo
Nelle applicazioni in cui è necessario conoscere in ogni momento la posizione esatta della macchina, ci sono differenze importanti tra motori passo-passo e servomotori. In applicazioni di movimento ad anello aperto controllate da motori passo-passo, il sistema di controllo presuppone che il motore sia sempre nel corretto stato di movimento. Tuttavia, dopo che si è verificato un problema, come un motore in stallo a causa di una parte bloccata, il controllore non è in grado di conoscere la posizione effettiva della macchina, con conseguente fuori posizione. Il sistema a circuito chiuso del servomotore stesso presenta un vantaggio: se rimane bloccato da un oggetto, lo rileverà immediatamente. La macchina smetterà di funzionare e sarà sempre fuori posizione.
4. Velocità e coppia
La differenza di prestazioni tra motori passo-passo e servomotori deriva dai diversi schemi di progettazione dei motori. I motori passo-passo hanno molti più poli dei servomotori, quindi una rivoluzione completa di un motore passo-passo richiede molti più scambi di corrente negli avvolgimenti, con conseguente rapido calo della coppia all'aumentare della velocità. Inoltre, se viene raggiunta la coppia massima, il motore passo-passo potrebbe perdere la funzione di sincronizzazione della velocità. Per queste ragioni, i servomotori sono la soluzione preferita nella maggior parte delle applicazioni ad alta velocità. In contrasto, il maggior numero di poli in un motore passo-passo è un vantaggio alle basse velocità, quando il motore passo-passo ha un vantaggio di coppia rispetto a un servomotore della stessa dimensione.
Man mano che la velocità aumenta, la coppia del motore passo-passo diminuirà
5、Calore e consumo energetico
I motori passo-passo ad anello aperto utilizzano una corrente fissa e possono emettere molto calore. Il controllo ad anello chiuso fornisce solo la corrente necessaria per l'anello di velocità, evitando così problemi di riscaldamento del motore.
Riepilogo del confronto tra servomotore e motore passo-passo
I sistemi di servocontrollo sono più adatti per applicazioni ad alta velocità che comportano variazioni dinamiche del carico, come i bracci robotici. Sistemi di controllo passo-passo, d'altra parte, sono più adatti per applicazioni che richiedono un'accelerazione da bassa a media e una coppia di tenuta elevata, come le stampanti 3D, trasportatori, e sottoassi. Perché i motori passo-passo sono più economici, possono ridurre il costo dei sistemi di automazione quando utilizzati. I sistemi di controllo del movimento che devono sfruttare le caratteristiche dei servomotori dovranno dimostrare che questi motori a costo più elevato valgono oro.
