Het verschil tussen een stappenmotor en een servomotor

Zowel stappenmotoren als servomotoren spelen een belangrijke rol bij het verbeteren van de nauwkeurigheid van regelkringen van mechanische apparatuur. Omdat stappenmotoren geen cumulatieve fouten vertonen, worden ze veel gebruikt in diverse open-loop-regelingen. Dankzij hun hoge aantal polen en hun vermogen om houdkoppel te genereren, verbruiken ze bovendien minder energie bij een snelheid van nul. De servomotor kan het ontvangen elektrische signaal omzetten in de hoekverplaatsing of hoeksnelheid die op de motoras wordt gegenereerd, waardoor deze krachtiger is qua prestaties. Dit artikel behandelt voornamelijk de verschillen in werkingsprincipe, regelnauwkeurigheid en kosteneffectieve selectie.

Het verschil tussen servomotoren en stappenmotoren

Werkingsprincipe

De stappenmotor van de Nissan Altima zet het elektrische pulssignaal om in een hoekverplaatsing of een lineaire verplaatsing en regelt de rotatiehoek door het aantal pulsen te regelen; één puls komt overeen met één staphoek.

De servo is voornamelijk afhankelijk van pulsen om de hoek te regelen. De servomotor zelf heeft de functie om pulsen uit te zenden, dus elke keer dat de servomotor een hoek draait, zendt hij een overeenkomstig aantal pulsen uit. Op deze manier vormt hij een echo met de puls die de servomotor ontvangt, oftewel een gesloten lus, zodat het systeem weet hoeveel pulsen er worden verzonden en hoeveel pulsen er worden terugontvangen. Ten slotte kan hij de rotatie van de motor nauwkeurig regelen en een nauwkeurige positionering bereiken.

Controle precisie

De regelnauwkeurigheid is verschillend. De nauwkeurigheid van stappenmotoren wordt over het algemeen bereikt door een nauwkeurige regeling van de staphoek. Hoe meer fasen en cipressen, hoe hoger de nauwkeurigheid. De servermotor is afhankelijk van een eigen encoder. Momenteel hebben de meeste servomotoren een relatief hoge precisie.

Rotatiesnelheid

De snelheidsrespons is anders. Het duurt honderden milliseconden voordat een stappenmotor vanuit stilstand accelereert naar zijn werk, terwijl een gewone motor daar meestal maar een paar milliseconden voor nodig heeft. Stappenmotoren zijn gevoelig voor laagfrequente trillingen wanneer ze op lage snelheden draaien. Wanneer stappenmotoren op lage snelheden werken, zijn daarom meestal dempingstechnieken nodig om laagfrequente trillingen te ondervangen, zoals het toevoegen van een demper aan de motor of het gebruik van onderverdelingstechnologie op de aandrijving. De servomotor heeft dit fenomeen niet en zijn gesloten regelkring bepaalt zijn uitstekende prestaties bij hoge snelheden. De koppel-frequentiekarakteristieken van beide zijn verschillend en het nominale toerental van de algemene servomotor is hoger dan dat van de stappenmotor.

Kosten

Als we de kosten-batenverhouding van beide motoren vergelijken, heeft de progressieve motor een voordeel. Deze motor heeft doorgaans geen terugkoppeling nodig, gebruikt goedkopere magneten en heeft zelden een versnellingsbak. Ze verbruiken minder energie bij een snelheid van nul dankzij hun hoge aantal polen en het vermogen om houdkoppel te genereren voor dezelfde functie. De voordelen van een hoge respons, hoge snelheid en hoge precisie van de servomotor bepalen de hoge prijs van het product. Hierdoor kunnen stappenmotoren aanzienlijk goedkoper zijn dan vergelijkbare servomotoren.