Selecionar entre um servo motor e um motor de passo pode ser um grande desafio envolvendo o balanceamento de vários fatores de projeto. As considerações de custo, torque, velocidade, aceleração e circuitos de acionamento desempenham um papel na seleção do melhor motor para sua aplicação. Analisamos seus usos e pontos fortes para ajudá-lo a escolher o motor certo para sua aplicação.
Descobertas Gerais
- 50 a 100 pares magnéticos
- Mais fácil de controlar
- Mais flexibilidade e precisão
- Melhor em baixas velocidades
- Quatro a 12 pares magnéticos
- Menos paradas
- Pode exigir um codificador rotativo
- Melhor em velocidades mais altas
Motores de passo e servomotores diferem de duas maneiras principais: sua construção básica e seus meios de controle. Ambos fornecem força rotacional para mover um sistema. Os steppers têm mais passos ou posições que o motor pode segurar.
No geral, os servomotores são os melhores para aplicações de alta velocidade e alto torque. O projeto do motor de passo fornece um torque de retenção constante sem a necessidade de alimentação do motor. O torque de um motor de passo em baixas velocidades é maior que um servo motor do mesmo tamanho. Os servos podem atingir uma velocidade geral mais alta, no entanto.
Número de etapas: Motores de passo oferecem mais variedade
- Mais pares magnéticos, o que significa mais passos
- Mais fácil de alcançar um degrau específico
- Menos pares magnéticos
- Menos fácil de ir a um local preciso
Motores de passo normalmente têm 50 a 100 pares magnéticos de pólos norte e sul gerados por um ímã permanente ou uma corrente elétrica. Em comparação, os servomotores têm menos pólos, geralmente de 4 a 12 no total.
Cada um oferece um ponto de parada natural para o eixo do motor. O maior número de paradas permite que um motor de passo se mova com precisão e precisão entre cada uma e permite que ele opere sem qualquer feedback de posição para muitas aplicações. Os servomotores geralmente exigem um codificador rotativo para acompanhar a posição do eixo do motor, especialmente se precisar fazer movimentos precisos.
Mecanismo de direção: os steppers são mais precisos
-
Mais fácil de dirigir para uma posição específica
- Encontre a posição final com base no número de passos
- Mais difícil de controlar com precisão
- Ler a posição final com base no ajuste da corrente
Dirigir um motor de passo para uma posição precisa é muito mais simples do que acionar um servo motor. Com um motor de passo, um único pulso de acionamento moverá o eixo do motor um passo, de um pólo para o próximo. Como o tamanho do passo de um determinado motor é fixado em uma certa quantidade de rotação, mover-se para uma posição precisa é uma questão de enviar o número certo de pulsos.
Em contraste, os servomotores lêem a diferença entre a posição atual do encoder e a posição para a qual foram comandados e ajustam a corrente necessária para se mover para a posição correta. Com a eletrônica digital de hoje, os motores de passo são muito mais fáceis de controlar do que os servomotores.
Desempenho: Servos são melhores em altas velocidades
-
RPM máximo mais baixo (cerca de 2.000)
- Menos torque disponível em velocidades mais altas
- Pode rodar em velocidades muito mais altas
- Não perde torque com RPM
Para aplicações que exigem alta velocidade e alto torque, os servomotores brilham. Os motores de passo atingem velocidades de pico de 2.000 RPM, enquanto os servo motores estão disponíveis muitas vezes mais rápido. Os servomotores também mantêm sua classificação de torque em alta velocidade, até 90% do torque nominal está disponível a partir de um servo em alta velocidade.
Servos são mais eficientes que motores de passo, com eficiências entre 80-90%. Um servo motor pode fornecer aproximadamente o dobro de seu torque nominal por curtos períodos, fornecendo uma capacidade de extração quando necessário. Além disso, os servomotores são silenciosos, disponíveis em acionamento CA e CC, e não vibram nem sofrem problemas de ressonância.
Motores de passo perdem uma quantidade significativa de torque à medida que se aproximam da velocidade máxima do acionador. Uma perda de 80% do torque nominal a 90% da velocidade máxima é típica. Os motores de passo também não são tão bons quanto os servomotores na aceleração de uma carga. Tentar acelerar uma carga muito rápido onde o stepper não pode gerar torque suficiente para passar para a próxima etapa antes do próximo pulso de acionamento resultará em uma etapa ignorada e uma perda de posição.
Veredito Final
Selecionar o melhor motor para sua aplicação depende de alguns critérios importantes de projeto para seu sistema, incluindo custo, requisitos de precisão de posicionamento, requisitos de torque, disponibilidade de energia do inversor e requisitos de aceleração.
Motores de passo são mais adequados para aplicações de baixa aceleração e alto torque de retenção. Os servomotores são capazes de fornecer mais potência do que os motores de passo, mas exigem circuitos de acionamento muito mais complexos e feedback posicional para um posicionamento preciso. Eles geralmente exigem caixas de engrenagens, especialmente para operação em baixa velocidade. A exigência de uma caixa de engrenagens e um codificador de posição torna os projetos de servomotores mais complexos mecanicamente e aumentam os requisitos de manutenção para o sistema.
Se a precisão posicional for essencial, a carga no motor nunca deve exceder seu torque ou o stepper deve ser combinado com um encoder de posição para garantir a precisão. Os motores de passo também sofrem com problemas de vibração e ressonância. Em certas velocidades, dependendo parcialmente da dinâmica da carga, um motor de passo pode entrar em ressonância e ser incapaz de conduzir a carga. Isso resulta em etapas ignoradas, motores parados, vibração excessiva e ruído.
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