Verschillen tussen servomotoren en stappenmotoren

Een servomotor is een conventionele motor uitgerust met een extra besturingssensor die fungeert als een feedbackapparaat. Een stappenmotor is een borstelloze motor die werkt in combinatie met een ingebouwde driver.

Servomotoren

Zoals vermeld, is een servomotor een standaardmotor uitgerust met een besturingssensor die dient als een feedbackmechanisme. Tijdens de werking houdt de controller de motor in de ingestelde positie. Dit onderling verbonden principe stelt het apparaat in staat om snelheden en precisie te bereiken tot 1 micron of minder.

Om beweging in een positie te vergrendelen zonder omgekeerde beweging toe te staan, moet de controller continu de motorstroom in de tegenovergestelde richting schakelen totdat het volgende commando wordt ontvangen. Deze methode elimineert stap overslaan omdat de encoder constant de afwijking van de as bewaakt en fouten corrigeert door de richting van de motor elke keer om te keren.

Nadelen van servomotoren:

• Dure reparaties

• Hogere kosten

Stappenmotoren

Een stappenmotor is een borstelloze motor die werkt met een ingebouwd driverpaar. Doorgaans hebben stappenmotoren meerdere fasen (wikkelingen) die afwisselend door de driver worden geactiveerd. De motor draait door korte pulsen toe te passen op een van de statorwikkelingen, waardoor de magnetische rotor beweegt.

Stappenmotoren zijn over het algemeen minder krachtig en niet geschikt voor hoge snelheid of continue rotatie.

Afhankelijk van het rotorontwerp kan de fysieke spoed van de motor variëren van 90 graden tot 0,9 graden. Softwaretechnieken kunnen de hoek verder verfijnen, waardoor het drivergeluid wordt verminderd en de precisie wordt verbeterd door het aantal stappen per omwenteling te verhogen. De nauwkeurigheid kan 20 micron.

Ondanks hun hoge precisie hebben stappenmotoren een aanzienlijk nadeel: aangezien er geen feedback is van de controller, slaan ze stappen over bij hogere belastingen, en de controller kan de werking van de motor niet volgen zonder een hoeksensor.

Nadelen van stappenmotoren:

• Stap overslaan bij hoge acceleratie en zware belastingen

• Moeilijk te repareren

Een met encoder uitgeruste stappenmotor verschilt van een traditionele alleen in zijn extra bedrading voor de hoekencoder. Dit lost het probleem van het overslaan van stappen op, maar verhoogt de kosten aanzienlijk. Bovendien is een speciale controller met stapfoutcorrectie vereist.

Ondanks deze nadelen worden stappenmotoren veel gebruikt in grootschalige industriële en huishoudelijke toepassingen, zoals:

• Zware en zeer precieze machines (metaalbewerking, lasersnijden)

• Lichte CNC-machines (3D-printers voor thuis, graveermachines)

• Robotica (robots met complexe kinematica)

• Speelgoed (auto's, vliegtuigen)

Veelgestelde vragen

Wat zijn de overeenkomsten tussen stappen- en servomotoren?
Stappenmotoren worden gebruikt in 3D-printers en andere apparaten die precieze bewegingsbesturing vereisen, terwijl servomotoren worden gebruikt waar soepele beweging nodig is. Beide gebruiken elektromagneten om beweging te genereren.

Welke voordelen hebben servomotoren ten opzichte van stappenmotoren?
Servomotoren kunnen hoog koppel bij hoge snelheden leveren. Ze zijn gemakkelijker te besturen en kunnen worden geprogrammeerd voor complexe taken, zoals het bewegen van een robotarm in 3D-ruimte. Servocontrollers zijn ook goedkoper dan stappencontrollers en hebben lagere stroomvereisten, waardoor ze ideaal zijn voor mobiele robotica in automotive productie of magazijnautomatisering.

Waarom een stappenmotor gebruiken in plaats van een servomotor?
Het belangrijkste verschil is dat stappenmotoren over het algemeen goedkoper zijn dan servomotoren. Ze vereisen ook geen load feedback om de benodigde kracht voor de motoras te bepalen.

Welke is krachtiger: stappen of servo?
Stappenmotoren zijn minder krachtig dan servomotoren vanwege hun gebrek aan veelzijdigheid. Servomotoren kunnen continu in elke richting draaien, terwijl stappenmotoren alleen in discrete stappen.

Stappenmotoren hebben een complexer ontwerp maar zijn goedkoper om te produceren en te bedienen. Servomotoren zijn duurder en vereisen meer vermogen, maar ze bieden betere precisie en controle.