In questo articolo

  • Risultati complessivi
  • Numero di passaggi
  • Meccanismo di guida
  • Prestazione
  • Verdetto finale

La scelta tra un servomotore e un motore passo-passo può essere una vera sfida che coinvolge il bilanciamento di diversi fattori di progettazione. Considerazioni sui costi, coppia, velocità, accelerazione e circuiti di azionamento giocano tutti un ruolo nella selezione del motore migliore per la propria applicazione. Abbiamo esaminato i loro usi e punti di forza per aiutarti a scegliere il motore giusto per la tua applicazione.

Risultati complessivi

Motori passo-passo

  • Da 50 a 100 coppie magnetiche

  • Più facile da controllare

  • Più flessibilità e precisione

  • Meglio a basse velocità

Servomotori

  • Da quattro a 12 coppie magnetiche

  • Meno fermate

  • Potrebbe richiedere un encoder rotativo

  • Meglio a velocità più elevate

I motori passo-passo e i servomotori differiscono in due modi fondamentali: la loro costruzione di base e i loro mezzi di controllo. Entrambi forniscono forza di rotazione per spostare un sistema. Gli stepper hanno più passaggi o posizioni che il motore può mantenere.

Nel complesso, i servomotori sono i migliori per applicazioni ad alta velocità e coppia elevata. Il design del motore passo-passo fornisce una coppia di tenuta costante senza la necessità di alimentare il motore. La coppia di un motore passo-passo a basse velocità è maggiore di un servomotore della stessa taglia. Tuttavia, i servi possono raggiungere una velocità complessiva più elevata.

Numero di passaggi: i motori passo-passo offrono più varietà

Motori passo-passo

  • Più coppie magnetiche, il che significa più passaggi

  • Più facile raggiungere un passaggio specifico

Servomotori

  • Meno coppie magnetiche

  • Meno facile andare in una posizione precisa

I motori passo-passo hanno tipicamente da 50 a 100 coppie magnetiche di poli nord e sud generate da un magnete permanente o da una corrente elettrica. In confronto, i servomotori hanno meno poli, spesso da 4 a 12 in totale.

Ciascuno offre un punto di arresto naturale per l’albero motore. Il maggior numero di arresti consente a un motore passo-passo di muoversi in modo accurato e preciso tra ciascuno e gli consente di funzionare senza alcun feedback di posizione per molte applicazioni. I servomotori richiedono spesso un encoder rotativo per tenere traccia della posizione dell’albero motore, soprattutto se è necessario eseguire movimenti precisi.

Meccanismo di guida: gli stepper sono più precisi

Motori passo-passo

  • Più facile da guidare verso una posizione specifica

  • Trova la posizione finale in base al numero di passaggi

Servomotori

  • Più difficile da controllare con precisione

  • Leggere la posizione finale in base alla regolazione della corrente

Guidare un motore passo-passo in una posizione precisa è molto più semplice che guidare un servomotore. Con un motore passo-passo, un singolo impulso di azionamento sposterà l’albero del motore di un passo, da un polo all’altro. Poiché la dimensione del passo di un dato motore è fissata a una certa quantità di rotazione, per spostarsi in una posizione precisa è necessario inviare il giusto numero di impulsi.

Al contrario, i servomotori leggono la differenza tra la posizione corrente dell’encoder e la posizione in cui sono stati comandati e regolano la corrente necessaria per spostarsi nella posizione corretta. Con l’elettronica digitale di oggi, i motori passo-passo sono molto più facili da controllare rispetto ai servomotori.

Prestazioni: i servi sono migliori alle alte velocità

Servomotori

  • RPM massimo inferiore (circa 2.000)

  • Meno coppia disponibile a velocità più elevate

Motori passo-passo

  • Può funzionare a velocità molto più elevate

  • Non perde coppia con RPM

Per le applicazioni che richiedono alta velocità e coppia elevata, i servomotori brillano. I motori passo-passo raggiungono velocità intorno ai 2.000 giri/min, mentre i servomotori sono disponibili molte volte più velocemente. I servomotori mantengono anche la loro coppia nominale ad alta velocità, fino al 90% della coppia nominale è disponibile da un servo ad alta velocità.

I servi sono più efficienti dei motori passo-passo, con efficienze tra l’80-90%. Un servomotore può fornire circa il doppio della coppia nominale per brevi periodi, fornendo una buona capacità di attingere quando necessario. Inoltre, i servomotori sono silenziosi, disponibili con azionamento CA e CC e non vibrano né soffrono di problemi di risonanza.

I motori passo-passo perdono una quantità significativa della loro coppia quando si avvicinano alla velocità massima del driver. È tipica una perdita dell’80% della coppia nominale al 90% della velocità massima. Inoltre, i motori passo-passo non sono all’altezza dei servomotori nell’accelerazione di un carico. Il tentativo di accelerare un carico troppo veloce in cui lo stepper non è in grado di generare una coppia sufficiente per passare al passaggio successivo prima del successivo impulso di azionamento risulterà in un passaggio saltato e in una perdita di posizione.

Verdetto finale

La selezione del motore migliore per l’applicazione dipende da alcuni criteri di progettazione chiave per il sistema, tra cui costi, requisiti di precisione di posizione, requisiti di coppia, disponibilità di potenza dell’azionamento e requisiti di accelerazione.

I motori passo-passo sono più adatti per applicazioni con bassa accelerazione e coppia di mantenimento elevata. I servomotori sono in grado di fornire più potenza rispetto ai motori passo-passo, ma richiedono circuiti di azionamento molto più complessi e feedback di posizione per un posizionamento accurato. Spesso richiedono riduttori, soprattutto per il funzionamento a bassa velocità. La necessità di un riduttore e di un encoder di posizione rende i progetti dei servomotori più complessi dal punto di vista meccanico e aumenta i requisiti di manutenzione per il sistema.

Se la precisione di posizione è essenziale, il carico sul motore non deve mai superare la sua coppia oppure lo stepper deve essere combinato con un encoder di posizione per garantire la precisione. I motori passo-passo soffrono anche di problemi di vibrazione e risonanza. A determinate velocità, in parte a seconda della dinamica del carico, un motore passo-passo può entrare in risonanza e non essere in grado di guidare il carico. Ciò si traduce in passaggi saltati, motori in stallo, vibrazioni eccessive e rumore.

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