Различия между серводвигателями и шаговыми двигателями

Серводвигатель - это обычный двигатель, оснащенный дополнительным датчиком управления, который действует как устройство обратной связи. Шаговый двигатель - это бесщеточный двигатель, работающий совместно с встроенным драйвером.

Серводвигатели

Как упоминалось, серводвигатель - это стандартный двигатель, оснащенный датчиком управления, который служит механизмом обратной связи. Во время работы контроллер удерживает двигатель в заданном положении. Этот взаимосвязанный принцип позволяет устройству достигать скоростей и точности до 1 микрона или меньше.

Чтобы зафиксировать движение в определенном положении, не допуская обратного движения, контроллер должен непрерывно переключать ток двигателя в противоположном направлении до получения следующей команды. Этот метод исключает пропуск шагов, потому что энкодер постоянно отслеживает отклонение вала и корректирует ошибки, меняя направление движения двигателя каждый раз.

Недостатки серводвигателей:

• Дорогой ремонт

• Более высокая стоимость

Шаговые двигатели

Шаговый двигатель - это бесщеточный двигатель, который работает с парой встроенных драйверов. Обычно шаговые двигатели имеют несколько фаз (обмоток), которые попеременно активируются драйвером. Двигатель вращается, подавая короткие импульсы на одну из обмоток статора, заставляя магнитный ротор двигаться.

Шаговые двигатели, как правило, менее мощные и не подходят для высоких скоростей или непрерывного вращения.

В зависимости от конструкции ротора физический шаг двигателя может варьироваться от 90 градусов до 0,9 градусов. Программные методы могут дополнительно уточнять угол, уменьшая шум драйвера и повышая точность за счет увеличения шагов на оборот. Точность может достигать 20 микрон.

Несмотря на высокую точность, шаговые двигатели имеют существенный недостаток: поскольку нет обратной связи от контроллера, они пропускают шаги при более высоких нагрузках, и контроллер не может отслеживать работу двигателя без датчика угла.

Недостатки шаговых двигателей:

• Пропуск шагов при высоком ускорении и больших нагрузках

• Сложность ремонта

Шаговый двигатель с энкодером отличается от традиционного только дополнительной проводкой энкодера угла. Это решает проблему пропуска шагов, но значительно увеличивает стоимость. Кроме того, требуется специальный контроллер с коррекцией ошибок шага.

Несмотря на эти недостатки, шаговые двигатели широко используются в крупномасштабных промышленных и бытовых приложениях, таких как:

• Тяжелое и высокоточное оборудование(металлообработка, лазерная резка)

• Легкие станки с ЧПУ(домашние 3D-принтеры, граверы)

• Робототехника(роботы со сложной кинематикой)

• Игрушки(машинки, самолеты)

Часто задаваемые вопросы

В чем сходство между шаговыми и серводвигателями?
Шаговые двигатели используются в 3D-принтерах и других устройствах, требующих точного управления движением, в то время как серводвигатели используются там, где требуется плавное движение. Оба используют электромагниты для создания движения.

Какие преимущества серводвигатели имеют перед шаговыми двигателями?
Серводвигатели могут обеспечивать высокий крутящий момент на высоких скоростях. Они легче в управлении и могут быть запрограммированы для выполнения сложных задач, таких как перемещение роботизированной руки в 3D-пространстве. Контроллеры серводвигателей также дешевле чем контроллеры шаговых двигателей и имеют более низкие требования к мощности, что делает их идеальными для мобильной робототехники в автомобильном производстве или автоматизации складов.

Почему следует использовать шаговый двигатель вместо серводвигателя?
Основное различие заключается в том, что шаговые двигатели обычно дешевле чем серводвигатели. Они также не требуют обратной связи по нагрузке для определения мощности, необходимой для вала двигателя.

Какой из них мощнее: шаговый или серводвигатель?
Шаговые двигатели менее мощные чем серводвигатели из-за их недостаточной универсальности. Серводвигатели могут вращаться непрерывно в любом направлении, в то время как шаговые двигатели перемещаются только дискретными шагами.

Шаговые двигатели имеют более сложную конструкцию, но дешевле в производстве и эксплуатации. Серводвигатели дороже и требуют более высокой мощности, но они обеспечивают лучшую точность и управление.