איזה מהם מתאים ליישום שלך? בואו נבחן קריטריונים מרכזיים להחלטה, כולל מהירות, תאוצה ומחיר יעד.

מנועי צעד

מנועי צעד מורכבים מרוטור עם מגנטים קבועים וסטטור נייח הנושא את הסלילים. כאשר זרם עובר דרך סלילי הסטטור, הוא יוצר התפלגות שטף מגנטי אשר מקיימת אינטראקציה עם התפלגות השדה המגנטי של הרוטור כדי להפעיל כוח סיבוב. למנועי צעד יש מספר קטבים גבוה מאוד, בדרך כלל 50 או יותר. מנהל ההתקן של מנוע הצעד מפעיל כל קוטב ברצף כך שהרוטור מסתובב בסדרה של מרווחים, או צעדים. בגלל מספר הקטבים הגבוה מאוד, התנועה נראית רציפה.

בתיאוריה, ניתן להשתמש בתיבת הילוכים כדי להגדיל את המומנט, אך כאן המהירות הנמוכה של מנועי צעד הופכת לבעיה. הוספת מפחית הילוכים ביחס של 10:1 למנוע צעד במהירות של 1,200 סל"ד עשויה להגביר את המומנט בסדר גודל משמעותי, אך היא גם תוריד את המהירות ל-120 סל"ד. אם המנוע משמש להנעת מפעיל בורג כדורי או דומה, סביר להניח שהוא לא יספק מהירות מספקת כדי לספק את צרכי היישום.

מנועי צעד בדרך כלל אינם זמינים בגדלי מסגרת גדולים מ-NEMA 34, כאשר רוב היישומים נופלים בגדלי מנוע NEMA 17 או NEMA 23. כתוצאה מכך, נדיר למצוא מנועי צעד המסוגלים לייצר מומנט של יותר מ-1,000 עד 2,000 אונקיות אינץ'.

למנועי צעד יש גם מגבלות ביצועים. אפשר לחשוב על מנוע צעד כמערכת קפיצית-מסה. המנוע צריך לשבור את החיכוך כדי להתחיל להסתובב ולהזיז את העומס, ובנקודה זו הרוטור אינו נשלט במלואו. כתוצאה מכך, פקודה להתקדם בחמישה צעדים עשויה לגרום למנוע להסתובב רק ארבעה צעדים - או שישה.

אם ההינע מורה למנוע להתקדם 200 צעדים, הוא יעשה זאת תוך מספר צעדים בלבד, מה שמייצג שגיאה של אחוזים בודדים בנקודה זו. למרות שאנו מפקודים על מנועי צעד ברזולוציה של בדרך כלל בין 25,000 ל-50,000 ספירות לסיבוב, מכיוון שהמנוע הוא מערכת קפיץ-מסה תחת עומס, הרזולוציה הטיפוסית שלנו היא 2,000 עד 6,000 ספירות לסיבוב. ובכל זאת, ברזולוציות אלו, אפילו תנועה של 200 צעדים מקבילה לשבריר של מעלה.

הוספת מקודד תאפשר למערכת לעקוב במדויק אחר תנועה, אך היא לא תוכל להתגבר על הפיזיקה הבסיסית של המנוע. עבור יישומים הדורשים דיוק מיקום ורזולוציה משופרים, מנועי סרוו מספקים פתרון טוב יותר.

מנועי סרוו

בדומה למנועי צעד, למנועי סרוו יש יישומים רבים. בואו נבחן את העיצוב הנפוץ ביותר, המשלב רוטור עם מגנטים קבועים וסטטור נייח עם הסלילים. גם כאן, הזרם יוצר פיזור שדה מגנטי הפועל על הרוטור לפיתוח מומנט. עם זאת, למנועי סרוו יש מספר קטבים נמוך משמעותית ממנועי צעד. כתוצאה מכך, יש להפעיל אותם בלולאה סגורה.

פעולה בלולאה סגורה מאפשרת לבקר/הינע לפקד על העומס להישאר במיקום מסוים, והמנוע יבצע התאמות מתמשכות כדי להחזיק אותו שם. לפיכך, מנועי סרוו יכולים לספק מומנט החזקה דה פקטו. שימו לב, עם זאת, שתרחיש מומנט במהירות אפס תלוי בגודל המנוע הנכון כדי לשלוט בעומס ולמנוע תנודות סביב המיקום שנקבע.

מנועי סרוו משתמשים בדרך כלל במגנטים מסוג נדירות, בעוד שמנועי צעד משתמשים לעתים קרובות יותר במגנטים קונבנציונליים זולים יותר. מגנטים מסוג נדירות מאפשרים פיתוח מומנט גבוה יותר באריזה קטנה יותר. מנועי סרוו נהנים גם מיתרון מומנט בזכות גודלם הפיזי הכולל. קוטר מנועי סרוו נע בדרך כלל בין NEMA 17 ל-220 מ"מ. כתוצאה מגורמים משולבים אלה, מנועי סרוו יכולים לספק מומנטים של עד 250 רגל-פאונד.

השילוב של מהירות ומומנט מאפשר למנועי סרוו לספק תאוצה טובה יותר ממנועי צעד. הם גם מספקים דיוק מיקום משופר כתוצאה מפעולה בלולאה סגורה.

מחשבות אחרונות

מנועי סרוו מציעים יתרון ביצועים שאין להכחישו. עם זאת, מבחינת חזרתיות, מנועי צעד יכולים להיות תחרותיים למדי. נקודה זו מעלה תפיסה מוטעית נפוצה לגבי מנועי צעד, והיא מיתוס אובדן התנועה. כפי שדנו קודם לכן, אופי הקפיץ-מסה של מנוע צעד עלול לגרום לאובדן של כמה צעדים. מכיוון שההינע מורה על מנוע הצעד לנוע למיקום זוויתי, צעדים אובדניים אינם מועברים מסיבוב לסיבוב. מסיבוב לסיבוב, מנועי צעד ניתנים לחזרתיות רבה. חפשו דיון מפורט יותר בנושא זה בפוסט בבלוג עתידי.

הדיון לעיל מביא אותנו להבדל מרכזי אחרון בין צירי צעד לצירי סרוו, והוא העלות. מנועי צעד בדרך כלל אינם דורשים משוב, הם משתמשים במגנטים זולים יותר, והם כמעט ולא משלבים תיבות הילוכים. בגלל מספר הקטבים הגבוה ויכולתם לייצר מומנט החזקה, הם צורכים פחות חשמל במהירות אפס. כתוצאה מכך, מנוע צעד יכול להיות זול עד בסדר גודל ממנוע סרוו דומה.

לסיכום, מנועי צעד הם פתרונות טובים ליישומים עם מהירות נמוכה, תאוצה נמוכה ודרישות דיוק נמוכות. מנועי צעד נוטים להיות גם קומפקטיים וזולים. זה הופך מנועים אלה למתאימים היטב ליישומים רפואיים, ביוטכנולוגיה, אבטחה והגנה, וייצור מוליכים למחצה. מנועי סרוו הם בחירה טובה יותר עבור מערכות הדורשות מהירות גבוהה, תאוצה גבוהה ודיוק גבוה. הפשרה היא עלות ומורכבות גבוהות יותר. מנועי סרוו משמשים בדרך כלל ביישומים של אריזה, המרה, עיבוד רשת ויישומים דומים.

כאשר היישום שלכם סלחני אך התקציב שלכם לא, שקלו מנוע צעד. אם הביצועים הם ההיבט החשוב ביותר, מנוע סרוו יעשה את העבודה אך היו מוכנים לשלם יותר.