Sự khác biệt giữa động cơ servo và động cơ bước là gì?

Động cơ bước và động cơ servo Cả hai đều là bộ truyền động điều khiển chuyển động chính xác phổ biến được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, robot và máy CNC. Mặc dù cả hai đều có thể đạt được khả năng kiểm soát tốc độ và vị trí chính xác nhưng nguyên tắc hoạt động, đặc tính hiệu suất và ứng dụng của chúng khác nhau đáng kể.

Nguyên tắc hoạt động

Động cơ bước

Động cơ bước hoạt động dựa trên hệ thống điều khiển vòng hở. Rôto của nó bao gồm các nam châm vĩnh cửu và cuộn dây stato được thiết kế thành nhiều pha. Bằng cách cấp điện và ngắt điện các cuộn dây này một cách có hệ thống, động cơ quay theo các bước cố định, riêng biệt, được gọi là "góc bước". Mỗi xung điện làm cho động cơ chuyển động một bước. Do đó, để làm cho động cơ quay một góc cụ thể, bạn chỉ cần gửi số xung tương ứng đến bộ điều khiển của nó.

Động cơ servo

A động cơ servo mặt khác, sử dụng hệ thống điều khiển vòng kín. Nó bao gồm ba phần chính: động cơ, bộ mã hóa và ổ đĩa. Bộ mã hóa cung cấp phản hồi theo thời gian thực về vị trí và tốc độ của động cơ. Sau đó, bộ truyền động sẽ so sánh phản hồi này với giá trị mục tiêu đã đặt và điều chỉnh dòng điện và điện áp của động cơ để đảm bảo nó đạt đến vị trí và tốc độ mong muốn một cách chính xác. Điều khiển vòng kín này cho phép động cơ servo để liên tục sửa bất kỳ lỗi vị trí nào, mang lại độ chính xác và hiệu suất động cao hơn.

Đặc tính hiệu suất

Động cơ bước

• Độ chính xác : Độ chính xác của động cơ bước phụ thuộc vào góc bước của nó, thường nằm trong khoảng từ 0,9° đến 1,8°. Công nghệ vi bước có thể cải thiện độ phân giải hơn nữa nhưng điều này có thể làm giảm độ chính xác và mô-men xoắn.

• mô-men xoắn : Động cơ bước có mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, nhưng mô-men xoắn của chúng giảm nhanh khi tốc độ tăng. Chúng cung cấp mô-men xoắn giữ mạnh khi dừng lại, loại bỏ sự cần thiết của phanh bên ngoài.

• Tốc độ : Tốc độ tối đa của động cơ bước nhìn chung thấp, thường từ vài trăm đến một nghìn vòng quay mỗi phút (RPM).

• Khả năng quá tải : Động cơ bước không có bảo vệ quá tải. Nếu tải quá cao, chúng có thể “lạc bước”, không theo kịp các xung điều khiển. Điều này dẫn đến lỗi vị trí mà hệ thống không thể tự động sửa được.

Động cơ servo

• Độ chính xác : A động cơ servo có độ chính xác rất cao, chủ yếu được xác định bởi độ phân giải của bộ mã hóa. Nó có thể đạt được độ chính xác định vị dưới micron và duy trì độ chính xác này ngay cả ở tốc độ cao.

• mô-men xoắn : A động cơ servo cung cấp mô-men xoắn cao nhất quán trên toàn bộ phạm vi tốc độ của nó. Sự suy giảm mô-men xoắn của nó ở tốc độ cao ít hơn nhiều so với động cơ bước. Nó cũng có khả năng quá tải mạnh và có thể chịu được tình trạng quá tải ngắn hạn gấp nhiều lần mô-men xoắn định mức của nó.

• Tốc độ : Tốc độ tối đa của một động cơ servo cao hơn nhiều so với động cơ bước, đạt vài nghìn, thậm chí hàng chục nghìn vòng/phút.

• Khả năng quá tải : A động cơ servo hệ thống có khả năng quá tải mạnh mẽ và khả năng đáp ứng năng động. Khi tải thay đổi đột ngột, nó có thể nhanh chóng điều chỉnh để duy trì vị trí và tốc độ đã đặt, tránh bị mất bước.

Ứng dụng

Động cơ bước

Do cấu trúc đơn giản, chi phí thấp hơn, mô-men xoắn cao và lực giữ ở tốc độ thấp, động cơ bước thường được sử dụng trong các ứng dụng mà tốc độ không quan trọng, tải tương đối ổn định và không cần phản hồi theo thời gian thực. Ví dụ bao gồm:

• máy in 3D

• Máy khắc laser

• Máy CNC quy mô nhỏ

• Máy bán hàng tự động

• Máy dệt

Động cơ servo

Do có độ chính xác cao, tốc độ, mô-men xoắn và phản ứng động mạnh mẽ, động cơ servo được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng có yêu cầu hiệu suất cực cao. Ví dụ bao gồm:

• Cánh tay robot công nghiệp

• Máy công cụ CNC có độ chính xác cao

• Dây chuyền sản xuất tự động

• Thiết bị in ấn và đóng gói

• Thiết bị y tế

Tóm tắt