Memilih antara motor servo dan motor stepper bisa menjadi tantangan yang cukup berat karena melibatkan keseimbangan beberapa faktor desain. Pertimbangan biaya, torsi, kecepatan, akselerasi, dan sirkuit penggerak semuanya berperan dalam memilih motor terbaik untuk aplikasi Anda. Kami telah meninjau kegunaan dan kekuatannya untuk membantu Anda memilih motor yang tepat untuk aplikasi Anda.
Temuan Keseluruhan
- 50 hingga 100 pasangan magnet
- Lebih mudah dikendalikan
- Lebih banyak fleksibilitas dan presisi
- Lebih baik pada kecepatan rendah
- Empat hingga 12 pasangan magnet
- Lebih sedikit berhenti
- Mungkin memerlukan rotary encoder
- Lebih baik pada kecepatan yang lebih tinggi
Motor stepper dan servo berbeda dalam dua hal utama: konstruksi dasarnya dan cara pengendaliannya. Keduanya memberikan gaya rotasi untuk menggerakkan suatu sistem. Stepper memiliki lebih banyak langkah, atau posisi yang dapat dipegang oleh motor.
Secara keseluruhan, motor servo adalah yang terbaik untuk aplikasi kecepatan tinggi dan torsi tinggi. Desain motor stepper memberikan torsi penahan yang konstan tanpa perlu motor diberi daya. Torsi motor stepper pada kecepatan rendah lebih besar daripada motor servo dengan ukuran yang sama. Namun, servos dapat mencapai kecepatan keseluruhan yang lebih tinggi.
Jumlah Langkah: Motor Stepper Menawarkan Lebih Banyak Variasi
- Lebih banyak pasangan magnet, yang berarti lebih banyak langkah
- Lebih mudah mencapai langkah tertentu
- Lebih sedikit pasangan magnet
- Kurang mudah untuk pergi ke lokasi yang tepat
Motor stepper biasanya memiliki 50 hingga 100 pasang magnet kutub utara dan selatan yang dihasilkan oleh magnet permanen atau arus listrik. Sebagai perbandingan, motor servo memiliki kutub yang lebih sedikit, seringkali total 4 hingga 12.
Masing-masing menawarkan titik berhenti alami untuk poros motor. Jumlah stop yang lebih besar memungkinkan motor stepper bergerak secara akurat dan tepat di antara masing-masing stop dan memungkinkannya beroperasi tanpa umpan balik posisi apa pun untuk banyak aplikasi. Motor servo sering membutuhkan rotary encoder untuk melacak posisi poros motor, terutama jika perlu melakukan gerakan yang tepat.
Mekanisme Mengemudi: Stepper Lebih Tepat
-
Lebih mudah dikendarai ke posisi tertentu
- Temukan posisi akhir berdasarkan jumlah langkah
- Lebih sulit dikendalikan secara akurat
- Baca posisi akhir berdasarkan penyetelan saat ini
Mengendarai motor stepper ke posisi yang tepat jauh lebih sederhana daripada menggerakkan motor servo. Dengan motor stepper, pulsa penggerak tunggal akan menggerakkan poros motor satu langkah, dari satu kutub ke kutub berikutnya. Karena ukuran langkah motor tertentu ditetapkan pada jumlah putaran tertentu, pindah ke posisi yang tepat adalah masalah mengirimkan jumlah pulsa yang tepat.
Sebaliknya, motor servo membaca perbedaan antara posisi encoder saat ini dan posisi yang diperintahkan dan menyesuaikan arus yang diperlukan untuk berpindah ke posisi yang benar. Dengan elektronik digital saat ini, motor stepper jauh lebih mudah dikendalikan daripada motor servo.
Kinerja: Servo Lebih Baik pada Kecepatan Tinggi
- RPM maksimum lebih rendah (sekitar 2.000)
- Torsi lebih sedikit tersedia pada kecepatan lebih tinggi
- Dapat berjalan pada kecepatan yang jauh lebih tinggi
- Tidak kehilangan torsi dengan RPM
Untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi dan torsi tinggi, motor servo bersinar. Motor stepper mencapai puncaknya di sekitar kecepatan 2.000 RPM, sementara motor servo tersedia berkali-kali lebih cepat. Motor servo juga mempertahankan peringkat torsinya pada kecepatan tinggi, hingga 90% torsi terukur tersedia dari servo pada kecepatan tinggi.
Servo lebih efisien daripada motor stepper, dengan efisiensi antara 80-90%. Motor servo dapat mensuplai kira-kira dua kali torsi pengenalnya untuk waktu yang singkat, menyediakan kapasitas yang baik untuk diambil saat dibutuhkan. Selain itu, motor servo tidak berisik, tersedia dalam penggerak AC dan DC, dan tidak bergetar atau mengalami masalah resonansi.
Motor stepper kehilangan torsi dalam jumlah yang signifikan saat mendekati kecepatan maksimum pengemudi. Kehilangan 80% dari torsi pengenal pada 90% dari kecepatan maksimum adalah tipikal. Motor stepper juga tidak sebaik motor servo dalam mempercepat suatu beban. Mencoba untuk mempercepat beban terlalu cepat di mana stepper tidak dapat menghasilkan torsi yang cukup untuk pindah ke langkah berikutnya sebelum pulsa drive berikutnya akan mengakibatkan langkah dilewati dan kehilangan posisi.
Putusan Akhir
Memilih motor terbaik untuk aplikasi Anda bergantung pada beberapa kriteria desain utama untuk sistem Anda termasuk biaya, persyaratan akurasi posisi, persyaratan torsi, ketersediaan daya penggerak, dan persyaratan akselerasi.
Motor stepper lebih cocok untuk akselerasi rendah, aplikasi torsi penahanan tinggi. Motor servo mampu memberikan lebih banyak daya daripada motor stepper tetapi membutuhkan sirkuit penggerak yang jauh lebih kompleks dan umpan balik posisi untuk pemosisian yang akurat. Mereka sering membutuhkan gearbox, terutama untuk operasi kecepatan rendah. Persyaratan untuk gearbox dan encoder posisi membuat desain motor servo lebih kompleks secara mekanis dan meningkatkan persyaratan perawatan untuk sistem.
Jika akurasi posisi sangat penting, beban pada motor tidak boleh melebihi torsinya, atau stepper harus digabungkan dengan encoder posisi untuk memastikan akurasi. Motor stepper juga mengalami masalah getaran dan resonansi. Pada kecepatan tertentu, sebagian tergantung pada dinamika beban, motor stepper dapat memasuki resonansi dan tidak dapat menggerakkan beban. Hal ini menyebabkan langkah yang dilewati, motor macet, getaran berlebihan, dan kebisingan.
