Uygulamanız için hangisi doğru? Hız, ivme ve fiyat hedefleri gibi temel karar kriterlerini inceleyelim.

Adım Motorları

Adım motorları, kalıcı mıknatıslı bir rotor ve sargıları taşıyan sabit bir statordan oluşur. Stator sargılarından akım geçtiğinde, rotorun manyetik alan dağılımıyla etkileşime girerek bir dönme kuvveti uygulayan bir manyetik akı dağılımı oluşturur. Adım motorları, genellikle 50 veya daha fazla olmak üzere çok yüksek kutup sayılarına sahiptir. Adım motoru sürücüsü, rotorun bir dizi artış veya adımla dönmesi için her kutbu sırayla enerjilendirir. Çok yüksek kutup sayısı nedeniyle hareket sürekli görünür.

Teorik olarak, torku artırmak için bir dişli kutusu kullanılabilir, ancak adım motorlarının düşük hızı tam da bu noktada sorun haline gelir. 1.200 RPM'lik bir adım motoruna 10:1 dişli redüktörü eklemek, torku birkaç kat artırabilir, ancak aynı zamanda hızı 120 RPM'ye düşürür. Motor, bilyalı vidalı bir aktüatörü veya benzerini çalıştırmak için kullanılıyorsa, muhtemelen uygulamanın ihtiyaçlarını karşılayacak yeterli hızı sağlamayacaktır.

Adım motorları genellikle NEMA 34'ten daha büyük gövde boyutlarında mevcut değildir ve çoğu uygulama NEMA 17 veya NEMA 23 motor boyutlarına girer. Sonuç olarak, 1.000 ila 2.000 ons inçten fazla tork üretebilen adım motorları bulmak nadirdir.

Adım motorlarının da performans sınırlamaları vardır. Adım motorunu bir yay-kütle sistemi olarak düşünebilirsiniz. Motorun dönmeye ve yükü hareket ettirmeye başlaması için sürtünmeyi kırması gerekir ve bu noktada rotor tam olarak kontrol edilemez. Sonuç olarak, beş adım ilerleme komutu motorun yalnızca dört adım, yani altı adım dönmesine neden olabilir.

Ancak sürücü bir motora 200 adım ilerlemesi için komut verirse, bunu yalnızca birkaç adım farkla yapacaktır ki bu noktada bu, yüzde birkaçlık bir hataya denk gelir. Adım motorlarını genellikle devir başına 25.000 ila 50.000 sayım arasında bir çözünürlükle kontrol etsek de, motor yük altında yay kütleli bir sistem olduğundan, tipik çözünürlüğümüz devir başına 2.000 ila 6.000 sayımdır. Yine de, bu çözünürlüklerde 200 adımlık bir hareket bile bir derecenin kesrine denk gelir.

Bir kodlayıcı eklemek, sistemin hareketi doğru bir şekilde izlemesini sağlayacaktır, ancak motorun temel fiziğinin üstesinden gelemeyecektir. Gelişmiş konumlandırma doğruluğu ve çözünürlüğü gerektiren uygulamalar için servo motorlar daha iyi bir çözüm sunar.

Servo Motorlar

Step motorlar gibi, servo motorların da birçok uygulaması vardır. Kalıcı mıknatıslı bir rotor ve sargılı sabit bir stator içeren en yaygın tasarımı ele alalım. Burada da akım, rotor üzerinde tork oluşturan bir manyetik alan dağılımı oluşturur. Ancak servo motorlar, step motorlara göre önemli ölçüde daha düşük kutup sayısına sahiptir. Bu nedenle, kapalı devre çalıştırılmaları gerekir.

Kapalı devre çalışma, kontrol cihazının/sürücünün yükün belirli bir konumda kalmasını emretmesini sağlar ve motor, yükü bu konumda tutmak için sürekli ayarlamalar yapar. Böylece servo motorlar fiili tutma torku sağlayabilir. Ancak, sıfır hız tork senaryosunun, yükü kontrol etmek ve komut verilen konum etrafında salınımı önlemek için motorun doğru boyutlandırılmasına bağlı olduğunu unutmayın.

Servo motorlar genellikle nadir toprak mıknatısları kullanırken, step motorlar daha ucuz geleneksel mıknatıslar kullanır. Nadir toprak mıknatısları, daha küçük bir gövdede daha yüksek tork üretilmesini sağlar. Servo motorlar ayrıca genel fiziksel boyutlarından da tork avantajı sağlar. Servo motor çapları genellikle NEMA 17'den 220 mm'ye kadar değişir. Bu faktörlerin birleşimi sonucunda, servo motorlar 250 fit-pound'a kadar tork sağlayabilir.

Hız ve torkun birleşimi, servo motorların adım motorlarına göre daha iyi ivmelenme sağlamasını mümkün kılar. Ayrıca, kapalı devre çalışması sayesinde gelişmiş konumlandırma hassasiyeti sunarlar.

Son Düşünceler

Servo motorlar yadsınamaz bir performans avantajı sunar. Ancak tekrarlanabilirlik açısından, adım motorları oldukça rekabetçi olabilir. Bu nokta, adım motorları hakkında yaygın bir yanılgıyı, yani kayıp hareket efsanesini gündeme getirir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, bir adım motorunun kütle-yay yapısı birkaç kayıp adıma neden olabilir. Sürücü, adım motorunu açısal bir konuma hareket ettirmesi için yönlendirdiğinden, kayıp adımlar dönüşten dönüşe aktarılmaz. Dönüşten dönüşe, adım motorları oldukça tekrarlanabilirdir. Bu konu hakkında daha detaylı bir tartışma için gelecekteki bir blog yazısını okuyun.

Yukarıdaki tartışma bizi adım motorları ve servo motorları arasındaki son temel farka, yani maliyete getiriyor. Adım motorları genellikle geri besleme gerektirmez, daha ucuz mıknatıslar kullanır ve nadiren dişli kutuları içerirler. Yüksek kutup sayısı ve tutma torku üretme kabiliyetleri nedeniyle sıfır hızda daha az güç tüketirler. Sonuç olarak, bir adım motoru, benzer bir servo motordan kat kat daha ucuz olabilir.

Özetle, adım motorları düşük hız, düşük ivme ve düşük hassasiyet gerektiren uygulamalar için iyi çözümlerdir. Adım motorları ayrıca kompakt ve uygun fiyatlı olma eğilimindedir. Bu da onları tıp, biyoteknoloji, güvenlik, savunma ve yarı iletken üretim uygulamaları için ideal kılar. Servo motorlar ise yüksek hız, yüksek ivme ve yüksek hassasiyet gerektiren sistemler için daha iyi bir seçimdir. Bunun dezavantajı ise daha yüksek maliyet ve karmaşıklıktır. Servo motorlar genellikle paketleme, dönüştürme, web işleme ve benzeri uygulamalarda kullanılır.

Uygulamanız esnek ancak bütçeniz kısıtlıysa, bir step motor düşünebilirsiniz. Performans en önemli unsursa, bir servo motor işinizi görecektir, ancak daha fazla ödemeye hazır olun.