Uygulamanız için hangisi doğru? Hız, ivme ve fiyat hedefleri gibi temel karar kriterlerini inceleyelim.

Adım Motorları

Adım motorları, kalıcı mıknatıslara sahip bir rotor ve sargıları taşıyan sabit bir statordan oluşur. Akım stator sargılarından geçtiğinde, rotorun manyetik alan dağılımıyla etkileşime girerek bir dönme kuvveti uygulayan manyetik bir akı dağılımı üretir. Adım motorları, genellikle 50 veya daha fazla olmak üzere çok yüksek kutup sayılarına sahiptir. Adım motoru sürücüsü, rotorun bir dizi artış veya adımda dönmesi için her bir kutbu sırayla enerjilendirir. Çok yüksek kutup sayısı nedeniyle, hareket sürekli görünür.

Teoride, torku artırmak için bir dişli kutusu kullanılabilir, ancak adım motorlarının düşük hızı burada sorun haline gelir. 1.200 RPM adım motoruna 10:1 dişli redüktörü eklemek torku bir büyüklük sırasına kadar artırabilir ancak aynı zamanda hızı 120 RPM'ye düşürecektir. Motor bir bilyalı vidalı aktüatörü veya benzerini çalıştırmak için kullanılıyorsa, muhtemelen uygulamanın ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli hızı sağlamayacaktır.

Adım motorları genellikle NEMA 34'ten daha büyük gövde boyutlarında mevcut değildir, çoğu uygulama NEMA 17 veya NEMA 23 motor boyutlarına girer. Sonuç olarak, 1.000 ila 2.000 ons inçten fazla tork üretebilen adım motorları bulmak alışılmadık bir durumdur.

Adım motorlarının da performans sınırlamaları vardır. Adım motorunu bir yay-kütle sistemi olarak düşünebilirsiniz. Motorun dönmeye ve yükü hareket ettirmeye başlaması için sürtünmeyi kırması gerekir, bu noktada rotor tam olarak kontrol edilemez. Sonuç olarak, beş adım ilerleme komutu motorun yalnızca dört adım—veya altı adım—dönmesiyle sonuçlanabilir.

Ancak sürücü bir motora 200 adım ilerlemesi için komut verirse, bunu sadece birkaç adım içinde yapacaktır, bu da o noktada birkaç yüzdelik bir hata anlamına gelir. Tipik olarak devir başına 25.000 ila 50.000 sayım arasında bir çözünürlükle adım motorlarına komut versek de, motor yük altında bir yay kütlesi sistemi olduğundan, tipik çözünürlüğümüz devir başına 2.000 ila 6.000 sayımdır. Yine de, bu çözünürlüklerde, 200 adımlık bir hareket bile bir derecenin kesrine karşılık gelir.

Bir kodlayıcı eklemek sistemin hareketi doğru bir şekilde izlemesini sağlayacaktır ancak motorun temel fiziğini aşamayacaktır. İyileştirilmiş konumlandırma doğruluğu ve çözünürlüğü gerektiren uygulamalar için servo motorlar daha iyi bir çözüm sunar.

Servo Motorlar

Step motorlar gibi servo motorların da birçok uygulaması vardır. Kalıcı mıknatıslı bir rotor ve sargılı sabit bir stator içeren en yaygın tasarımı ele alalım. Burada da akım, tork geliştirmek için rotor üzerinde etki eden bir manyetik alan dağılımı yaratır. Ancak servo motorlar step motorlardan önemli ölçüde daha düşük kutup sayısına sahiptir. Sonuç olarak, kapalı devre çalıştırılmaları gerekir.

Kapalı devre çalışması, denetleyici/sürücünün yükün belirli bir konumda kalmasını emretmesini sağlar ve motor onu orada tutmak için sürekli ayarlamalar yapar. Böylece, servo motorlar fiili tutma torku sağlayabilir. Ancak, sıfır hız tork senaryosunun, yükü kontrol etmek ve emredilen konum etrafında salınımı önlemek için motorun uygun şekilde boyutlandırılmasına bağlı olduğunu unutmayın.

Servo motorlar genellikle nadir toprak mıknatısları kullanırken, adım motorları daha ucuz geleneksel mıknatısları daha sık kullanır. Nadir toprak mıknatısları daha küçük bir pakette daha yüksek tork geliştirilmesini sağlar. Servo motorlar ayrıca genel fiziksel boyutlarından dolayı bir tork avantajı elde eder. Servo motor çapları genellikle NEMA 17'den 220 mm'ye kadar değişir. Bu birleşik faktörlerin bir sonucu olarak, servo motorlar 250 fit-libreye kadar tork sağlayabilir.

Hız ve torkun birleşimi, servo motorların step motorlardan daha iyi ivmelenme sağlamasını sağlar. Ayrıca, kapalı devre çalışmasının bir sonucu olarak gelişmiş konumlandırma doğruluğu da sağlarlar.

Son Düşünceler

Servo motorlar yadsınamaz bir performans avantajı sunar. Ancak tekrarlanabilirlik açısından, adım motorları oldukça rekabetçi olabilir. Bu nokta, adım motorları hakkında yaygın bir yanlış anlaşılmayı gündeme getirir, bu da kayıp hareket efsanesidir. Daha önce tartıştığımız gibi, bir adım motorunun kütle-yay yapısı birkaç kayıp adımla sonuçlanabilir. Sürücü, adım motorunun açısal bir konuma hareket etmesini emrettiği için, kayıp adımlar dönüşten dönüşe taşınmaz. Dönüşten dönüşe, adım motorları oldukça tekrarlanabilirdir. Gelecekteki bir blog yazısında bu konu hakkında daha ayrıntılı bir tartışma arayın.

Yukarıdaki tartışma bizi adım eksenleri ile servo eksenleri arasındaki son bir temel farklılığa getiriyor, bu da maliyettir. Adım motorları genellikle geri bildirim gerektirmez, daha ucuz mıknatıslar kullanır ve nadiren dişli kutuları içerirler. Yüksek kutup sayısı ve tutma torku üretme kabiliyetleri nedeniyle sıfır hızda daha az güç tüketirler. Sonuç olarak, bir adım motoru karşılaştırılabilir bir servo motordan bir büyüklük sırasına kadar daha ucuz olabilir.

Özetlemek gerekirse, adım motorları düşük hız, düşük ivmelenme ve düşük doğruluk gereksinimleri olan uygulamalar için iyi çözümlerdir. Adım motorları ayrıca kompakt ve ucuz olma eğilimindedir. Bu, bu motorları tıbbi, biyoteknoloji, güvenlik ve savunma ve yarı iletken üretim uygulamaları için iyi bir uyum haline getirir. Servo motorlar, yüksek hız, yüksek ivmelenme ve yüksek doğruluk gerektiren sistemler için daha iyi bir seçimdir. Bunun karşılığı daha yüksek maliyet ve karmaşıklıktır. Servo motorlar genellikle paketleme, dönüştürme, web işleme ve benzeri uygulamalarda kullanılır.

Uygulamanız affediciyse ancak bütçeniz değilse, bir adım motoru düşünün. Performans en önemli unsursa, bir servo motor işi görecektir ancak daha fazla ödemeye hazır olun.