Summary:...
Servo- en stappenmotoren hebben dezelfde structuur en gebruiken hetzelfde werkingsprincipe. Beide motoren zijn voorzien van een rotor met permanente magneet en een stator met gewikkelde wikkelingen. Beide worden aangedreven door elektriciteit of door gelijkspanning aan de statorwikkelingen toe te passen, wat betekent dat de rotor beweegt. Dit is echter de enige overeenkomst tussen servo en stappenmotor.
Stappenmotor aandrijfmethode
Stappenmotoren hebben 50 tot 100 polen en zijn tweefasige apparaten. Servomotoren daarentegen hebben 4 tot 12 polen en zijn driefasige apparaten.
De stappenmotor-driver genereert een sinusgolf met een frequentie die verandert met de snelheid, maar de grootte is constant.
Servo-aandrijvingen daarentegen genereren sinusgolven met frequentieomzetting en grootte, waardoor ze snelheid en koppel kunnen regelen.
Stappenmotorbesturingsmethode
De traditionele stappenmotor gaat naar een bepaald aantal pulsen om te bewegen na het ontvangen van een instructie, die gerelateerd is aan de afstand. Stappenmotoren worden beschouwd als open-lussystemen omdat ze geen feedbackmechanisme hebben om te bevestigen dat de doelpositie is bereikt. De servomotor zal ook bewegen na ontvangst van het commando van de controller. In tegenstelling tot de werking van een open-loop stappenmotorsysteem, is de servomotor een gesloten-lussysteem met een ingebouwde encoder die constant contact maakt met de controller, die alle nodige aanpassingen maakt om ervoor te zorgen dat de doelpositie wordt bereikt.
Als in een stappenmotorsysteem het beschikbare motorkoppel niet voldoende is om de belasting te overwinnen, zal de motor stoppen of een of meer pulsen overslaan, waardoor een verschil ontstaat tussen de ideale positie en de werkelijk bereikte positie. Om dit probleem te voorkomen, zijn stappenmotoren meestal groot van formaat om ervoor te zorgen dat er een overschot is tussen het slechtste belastingskoppel en het beschikbare koppel van de motor. Naast het vergroten van de motor is er nog een andere optie. Door een encoder toe te voegen en in een servomodus te draaien, kan het stappenmotorsysteem positiebewaking en -regeling verkrijgen, net als een servomotor.
De meest eenvoudige manier om een stappenmotor in gesloten-lusmodus te laten draaien, is door de theoretische positie die is verkregen op basis van het aantal stappen te vergelijken, en de werkelijke positie op basis van de feedback van de encoder. Als er een verschil is tussen de doelpositie en de werkelijke positie, zal de controller een corrigerende actie ondernemen.
Hoewel de bovenstaande methode reactief is, wordt de positie van de motor gewijzigd nadat de beweging is voltooid. Een stappenmotor met gesloten lus kan continu het verschil bewaken tussen het aantal positiestappen en de encoderterugkoppeling (deze is meestal ingebed in de belasting). Met continue feedback kan de compensatie in realtime worden voltooid door de pulsfrequentie te verhogen, de stroom tijdelijk te verhogen of de staphoek aan te passen.
In de gesloten-lusmodus is de derde manier om een stappenmotor te laten draaien, het gebruik van sinusoïdale commutatie. Als de magnetische velden van de stator en de rotor niet correct zijn uitgelijnd, past de encoder de motorstroom aan om nauwkeurig te passen bij het vereiste koppel om de belasting te verplaatsen of te regelen. Omdat feedback wordt gebruikt om het koppel te regelen, door de motorstroom te bewaken, wordt deze modus soms servobesturing genoemd. In de servobesturingsmodus gedraagt de stappenmotor zich eigenlijk als een hoogpolige servomotor. Er is echter geen geluid en resonantie zoals bij traditionele stappenmotoren, wat zorgt voor een soepelere beweging en een nauwkeurigere controle. Omdat de stroom dynamisch is in plaats van een constante waarde zoals bij de traditionele stappenmotor, wordt het probleem van motorverwarming aanzienlijk vermeden.
Closed-loop stappenmotoren elimineren veel defecten van traditionele open-loop-systemen, waardoor ze qua prestaties vergelijkbaar zijn met servomotoren. In toepassingen die een hoge snelheid, hoge snelheid en een hoog koppel vereisen, en het vermogen om wisselende belastingen aan te kunnen, zijn de prestaties van de servomotor te danken aan de stappenmotor met gesloten lus.
EN
