مقایسه استپرموتور و سروو موتور

مقایسه استپرموتور و سروو موتور

مقایسه استپرموتور و سروو موتور

استپر موتور چیست :

موتور های محرکه ی استپ ( گام ) در بازار با نام های استپر موتور ( Stepper Motor ) یا استپ موتور ( Step Motor ) یا موتور پله ای نیز خوانده می شود. موتور محرکه ی استپ یک موتور براشلس (Brushless ) الکتریکی DC است که یک دور کامل ( ۳۶۰ درجه ) را به تعدادی پله یا استپ یا گام مساوی تقسیم می نماید. کنترل موقعیت موتور پله ای برای رفتن به یک پله خاص یا ماندن در آن پله بدون استفاده از سیستم فیدبک می باشد و این نشانه دقت بالای این موتور ها است. این موتور ها در هر پله یا استپ به میزان خاصی بر حسب درجه دوران می کنند، به عنوان مثال محور استپ موتور ۱٫۵ درجه در هر استپ ۱٫۵ درجه دوران می کنند.

موتور های DC جاروبک دار معملا مادامی که به ترمینال های آنها ولتاژ اعمال شود به حرکت پیوسته ادامه می دهند. اما بر خلاف دسته یاد شده ، استپ موتور ها فاقد جاروبک یا براشلس هستند و مشخصه اصلی آنها که آنها را از سایر انواع موتور ها متمایز می کند اینست که با اعمال پالس به ترمینال های آن ( عموما پالس های موج مربعی ) موقعیت شفت یا محور موتور به میزان مشخص و از پیش تعیین شده ای ( در هنگام تولید موتور ) دوران می کند. هر پالس به میزان مشخصی زاویه محور را تغییر می دهد. در استپر موتور ها در اطراف هسته مرکزی چندین الکترو مگنت ( آهنربای های الکتریکی ) دندانه داری قرار دارند و در مرکز نیز یک سیلندر آهنی دندانه دار ( به شکل چرخ دنده ) وجود دارد. این الکترو مگنت ها بوسیله ی یک کنترلر خارجی ( به عنوان مثال میکرو کنترلر ) فعال و غیر فعال می شوند. با برانگیخته شدن اولین الکترومگنت ، سیلندر مرکزی دندانه دار شروع به چرخش می کند تا دندانه های روی سیلندر دقیقا مقابل دندانه های اولین الکترو مگنت قرار بگیرند. ( به خاطر داشته باشید در این حالت دندانه های سیلندر مرکزی فقط با دندانه های اولین الکترومگنت مطابقت می نماید و  با دندانه های سایر الکترومگنت ها انطباق ندارد. ) با فعال شدن الکترو مگنت بعدی و غیر فعال شدن اولین الکترو مگنت، دندانه های روی روتر ( Rotor ) با دندانه های الکترو مگنت بعدی منطبق می شود. به هر یک از این چرخش ها یک پله یا یک استپ می گویند و بدین شکل یک استپ به جلو یا عقب حرکت می کند. با ادامه این فرآیند موتور به چرخش ادامه می دهد. استپ موتور ها می توانند به این شکل زوایای دقیقی حرکت کنند.

سروو موتور چیست :

سروموتور به انگلیسی: Servomotor یا موتور کنترل به انگلیسی: Control motor  نوعی از موتورهای الکتریکی است که با هدف بکارگیری در سیستم‌های کنترل فیدبک طراحی می‌شود. لختی (اینرسی) در این موتورها پایین بوده و در نتیجه تغییر سرعت در این موتورها بسیار سریع است. معمولا قطر این موتورها کم اما درازای آنها زیاد می‌باشد.

سرو موتور یک دستگاه کوچکی است که یک محور (shaft) خروجی دارد. این محور قادر است تا در یک موقعیت و زاویه ای خاص با ارسال سیگنال رمزی قرار گیرد. در واقع چگونگی حرکت وموقعیت های زاویه ای این محور خروجی توسط دسته ای از سیگنالهای رمزی که برای سیم کنترل آن تعریف می شود، کنترل می شود. برای طول مدت زمانیکه یک سیگنال فعال بوده و یک پالس بر روی خط ورودی آن قرار دارد، این محور خروجی در موقعیت خاص زاویه ای که مختص آن سیگنال است قرار می گیرد و با تغییر سیگنال رمزی موقعیت زاویه ای تغییر می کند. در عمل سرو موتورها در صنایع رباتیک وتولیدات صنعتی مانند موتورهای کنترل کننده هواپیماها کنترل موقعیت سطوح ( مانند آسانسورها و … ) و… کاربرد وسیعی دارند .

 

شرایط واحدی بر شرح ذیل برای دو مدل در نظر گرفته شده :
* موتورها دارای توان مساوی می باشند.
* کیفیت موتورها در بهترین وضعیت برابر می باشند.
* سروو موتور دارای اینکودر می باشد و استپر اینکودر ندارد.
* درایور هر دو موتور دارای عملکرد دستوری برابر می باشند.
* سروو موتور با برق DC‏ کار می کند‏.
این مقایسه به معنای تشخیص مدل بهتر نمی باشد این دو نوع سیستم دارای تکنولوژی متفاوت می باشند که هر کدام در نوع خود توانا و کارآمد است.‏
سروو موتور :
مقایسه استپرموتور و سروو موتور
استپ موتور :
مقایسه استپرموتور و سروو موتور
‏۱ – سروو موتور از نظر قیمت به مراتب گران تر از استپر موتور ها می باشند و از این جهت استپر موتورها پیروز میدان می باشند.‏
‏۲ – انعطاف در نصب و انطباق پذیری:
انطباق پذیری و انطباق به معنای امکان نصب یک مدل واحد از هر مدل سروو یا استپر بر روی دستگاههای متفاوت می باشد. سروو موتورها به دلیل ساختار ساده تر می توانند در مدل های متنوع تری از دستگاه ها نسبت به سروو موتورها نصب شوند ولی سروو موتورها غالبا در این مورد سرسخت هستند و از این حیث استپر موتورها عمومی تر و انعطاف پذیرترند.‏
‏۳ – نیاز به نظارت مداوم :
استپر موتورها به واسطه نداشتن اینکودر نیاز به نظارت کمتری دارند، زیرا خطاهای احتمالی اینکودر در استپر وجود ندارد و از این حیث استپر موتورها نیاز به نظارت کمتری دارند.‏
‏۴ – ابعاد و اندازه‏:
سروو موتورها از کوچکترین اندازه ممکن تا ابعاد بسیار بزرگ برای دستگاه های عظیم الجثه موجود می باشند. ولی استپر موتورها در ابعاد و اندازه تنوع چندانی ندارند و دارای محدودیت هایی می باشند. در نتیجه سروو موتورها از نظر ابعاد و اندازه متنوع تر است.‏
‏۵ – دشواری هنگام نصب:
نصب سروو موتورها به مراتب سخت تر از استپر موتورها می باشند.‏
سروو موتور به دلیل وجود اینکودر و مدار لوپ و… نیاز به نصب توسط متخصص دارند. اما استپر موتورها در واقع ‏PLUG AND PLAY ‎‏ می باشند و کاربر به تنهایی قادر به نصب موتور می باشد.‏
‏۶ – عمر موتور :
شانه های سروو موتور هر ۲۰۰۰ ساعت باید تعویض شوند و همچنین اینکودر نیز غالبا در این مدت نیاز به تعویض دارد اما در استپر موتورها بلبرینگ تنها قطعه مصرفی می باشد که این امر باعث بالا رفتن طول عمر بالا استپر موتورها است. نتیجاتا استپر موتورها طول عمر بالاتری دارند.‏
‏۷ – گشتاور در دور پایین:
سروو موتورها عملکرد خوبی در دور پایین دارند و گشتاور مناسبی را در این حالت ارایه می کنند و تنش کمی هنگام عملکرد دارند از طرفی دیگر استپر موتورها نیز بهترین عملکردشان در دور پایین است و کمترین میزان تنش را در دور پایین دارند از این حیث هر دو نوع موتور عملکرد خوبی دارند.‏
‏۸ – گشتاور در دور بالا:
‏ گشتاور در سروو موتور ها متناسب با بالا رفتن تعداد دور دستگاه در دقیقه تا ۴۰ درصد افزایش می یابد که این باعث کاهش فشار بر روی موتور در دور بالا می شود. اما در استپر موتورها با بالا رفتن تعداد دور در دقیقه گشتاور تا ۸۰ درصد کاهش می یابد که باعث فشار آمدن بر روی موتور در دور بالا می شود از این حیث سروو موتور پیروز میدان هستند.‏
‏۹ – انجام مداوم یک حرکت تکراری‏:
سروو موتورها در صورت استفاده از اینکودر با کیفیت بالا و همچنین نصب و برنامه ریزی دقیق می توانند عملکرد مناسبی در انجام حرکت تواتری و تکراری داشته باشند. از طرفی دیگر استپر موتورها بدون نیاز به هرگونه تنظیمات اضافی و تیونینگ عملکرد بسیار خوبی در انجام حرکات تکراری دارند و این امر در صرفه جویی زمان موثر است.‏
‏۱۰ – مقاومت در صورت بروز فشار اضافی(‏OVER LOAD‎)
‏ سروو موتورها در صورت بروز فشار اضافی به سرعت دچار اختلال در عملکرد می شوند و برعکس آن استپر موتورها از صدمات ناشی از فشار اضافی تا حد زیادی در امان هستند.‏
‏۱۱ – نسبت توان خروجی به اندازه و حجم موتور:
‏ سروو موتورها دارای رتبه ی بسیار بالایی از نظر توان خروجی نسبت به خروجی اندازه حجم می باشند که این امر به معنای راندمان بالای سروو موتورها است. اما استپر موتورها راندمان کمتری دارند مثلا سروو موتور با وزن یک کیلو گرم بسیار قوی تر از استپر موتور با همین وزن است.‏
‏۱۲ – راندمان‏:
راندمان سروو موتور ۹۰درصد است و در مقایسه با استپر موتور که ۷۰درصد می باشد دارای جایگاه بالاتری است و از طرفی افزایش سرعت در سروو موتور باعث افزایش راندمان می شود ولی در استپر موتور افزایش سرعت باعث کاهش راندمان می شود. ‏
‏ ۱۳ – حداقل میزان گردش محور (بر حسب درجه)‏:
اینکودر در سروو موتور تعیین می کند که چه مقدار گردش در محور داشته باشیم که این امر باعث بهره مندی از طیفی گسترده از میزان گردش در سروو موتور است. اما استپر موتورها غالبا یا ۹درصد درجه هستند یا ۱.۸ ‏
این امر باعث بالا رفتن جزییات کار خروجی در دستگاه های مجهز به سروو موتور می شود.‏
‏۱۴ – توانایی شتاب گیری در صورت افت سرعت‏:
‏ سروو موتورها به مراتب سریعتر از استپرموتورها به حداکثر سرعت از پیش تعیین شده می رسند.‏
‏۱۵ – گرم شدن‏:
‏ سروو موتورها به واسطه بهره مندی از اینکودرها می توانند با تغییر پارامترها در هنگام بروز فشار زیاد‏ (‏over load‏) ازگرم شدن موتور جلوگیری کنند. اما استپر موتورها از یک جریان مستقیم ثابت استفاده می کنند که در زمان فشار بالا هم تغییر نمی کنند. که این امر باعث بالا رفتن دمای استپر موتور می شود.‏
‏۱۶ – ایجاد صدا و نویز‏:
سروو موتورها بسیار کم صدا هستند، اما استپرموتور تولید صدای بالایی دارد. هرچند درایور کیفیت بالا در کاهش صدا موثر است.‏
‏۱۷ – لرزش‏:
سروو موتور دارای کمترین میزان لرزش می باشند، اما استپر موتور به دلیل نوع تکنولوژی ساخت که حرکت بر مبنای درجه است دارای لرزش است.‏
‏۱۸ دسترسی آسان به موتور جهت خرید‏:
سروو موتور ها نسبت به استپر موتورها کمتر قابل دسترس هستند زیرا تکنولوژی ساخت پیچیده تر و قیمت بالاتری دارند.‏
‏۱۹ – تعمیرات‏:
استپر موتورها به واسطه تکنولوژی ساخت ساده به راحتی قابل تعمیرند ولی سروو موتورها بسیار پیچیده هستند و تعمیر آنها سخت تر است.‏

مشخصات اصلی که در هر سرو موتور دیده می شود عبارتست از :

۱-  گشتاور خروجی موتور باید متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد.

۲- جهت گشتاور سرو موتور باید به پلاریته لحظه ای ولتاژ کنترل بستگی داشته باشد.

سرو موتور به دو دسته کلی سرو موتورهای AC و سرو موتورهای DC تقسیم می گردد.

سرو موتورهای AC عموما به سرو موتورهای DC ترجیح داده می شوند، بجز برای استفاده در سیستم های با قدرت خیلی بالا، سرو موتورهایAC به دلیل اینکه نسبت به سرو موتورهای DCدارای بازده بیـشتری هستنـد ترجیـح داده می شونــد. اگــر چه تلفـات تـوان نگــرانی اصـلی در سرومکانیزم ها نیستند، یک موتور پربازده از تلفات بیش از اندازه توان جلوگیری می کند.

حمزه پورنادری
دیدگاه کاربران 1 دیدگاه
  • شکلاتی 21 اردیبهشت 1396 / 9:24 ق.ظ

    […] مقایسه استپرموتور و سروو موتور – بررسی و خرید آنلاین… […]

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.