Sự khác biệt giữa động cơ servo và động cơ bước là gì?

Trong nền công nghiệp hiện đại, động cơ là một phần không thể thiếu. Có nhiều loại động cơ, trong đóđộng cơ servoVàđộng cơ bướclà hai cái chung. Mặc dù cả hai đều được sử dụng để điều khiển chuyển động của máy nhưng có sự khác biệt lớn giữa chúng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu nguyên lý làm việc, sự khác biệt về hiệu suất và lĩnh vực ứng dụng của động cơ servo và động cơ bước.

 

Nguyên tắc làm việc khác biệt

Động cơ servo và động cơ bước hoạt động theo nguyên tắc khác nhau. Động cơ servo là một hệ thống điều khiển vòng kín điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ thông qua tín hiệu phản hồi. Động cơ servo thường bao gồm động cơ, bộ mã hóa, bộ điều khiển và nguồn điện. Bộ mã hóa được sử dụng để đo vị trí và tốc độ của động cơ và bộ điều khiển điều chỉnh chuyển động của động cơ theo tín hiệu phản hồi từ bộ mã hóa. Động cơ servo có độ chính xác điều khiển cao và có thể nhận ra chuyển động tốc độ cao và độ chính xác cao.

 

 

Động cơ bước là một hệ thống điều khiển vòng hở, điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ bằng cách điều khiển tín hiệu xung của động cơ. Động cơ bước thường bao gồm động cơ, bộ điều khiển và bộ điều khiển. Bộ điều khiển gửi tín hiệu xung đến bộ điều khiển và bộ điều khiển chuyển đổi tín hiệu xung thành chuyển động cho động cơ. Độ chính xác điều khiển của động cơ bước tương đối thấp nhưng nó cho phép điều khiển vị trí chính xác.

 

Sự khác biệt về hiệu suất

 

1. Đặc tính tần số thấp khác nhau

Động cơ bước dễ bị rung tần số thấp ở tốc độ thấp. Tần số rung có liên quan đến tình trạng tải và hiệu suất của trình điều khiển, và người ta thường coi tần số rung bằng một nửa tần số khởi động không tải của động cơ. Hiện tượng rung tần số thấp này do nguyên lý làm việc của động cơ bước quyết định rất bất lợi cho hoạt động bình thường của máy. Khi động cơ bước hoạt động ở tốc độ thấp, thông thường nên sử dụng công nghệ giảm chấn để khắc phục hiện tượng rung tần số thấp, chẳng hạn như thêm một bộ giảm chấn trên động cơ hoặc sử dụng công nghệ chia nhỏ trên trình điều khiển, v.v.

 

Động cơ AC servo chạy rất êm và không rung ngay cả ở tốc độ thấp. Hệ thống servo AC có chức năng triệt tiêu cộng hưởng, có thể khắc phục tình trạng thiếu độ cứng của máy và hệ thống có chức năng phân giải tần số bên trong (FFT), có thể phát hiện điểm cộng hưởng của máy để dễ điều chỉnh hệ thống.

 

2. Đặc tính tần số mô-men xoắn khác nhau

Mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước giảm khi tốc độ quay tăng và giảm mạnh ở tốc độ quay cao hơn, do đó tốc độ làm việc tối đa của nó thường là 300-600vòng/phút.

 

Động cơ servo AC cho đầu ra mô-men xoắn không đổi, nghĩa là ở tốc độ định mức (thường là 2000 vòng/phút hoặc 3000 vòng/phút), có thể tạo ra mô-men xoắn định mức, ở tốc độ định mức trên công suất đầu ra không đổi.

 

3. khả năng quá tải khác nhau

Động cơ bước thường không có khả năng quá tải. Động cơ servo AC có khả năng quá tải mạnh. Ví dụ, hệ thống servo AC của Panasonic có khả năng quá tải tốc độ và khả năng quá tải mô-men xoắn. Mô-men xoắn cực đại của nó gấp ba lần mô-men xoắn định mức, có thể được sử dụng để khắc phục mômen quán tính của tải quán tính tại thời điểm khởi động. Động cơ bước vì không có công suất quá tải như vậy nên để khắc phục mô men quán tính này khi lựa chọn thường phải chọn động cơ có mô men xoắn lớn hơn, đồng thời máy không cần quá nhiều mô men xoắn khi hoạt động bình thường sẽ gây lãng phí hiện tượng mô men xoắn.

 

4. Hiệu suất hoạt động khác nhau

Điều khiển động cơ bước dùng để điều khiển vòng hở, tần số khởi động quá cao hoặc tải quá lớn dễ bị mất bước hoặc bị chặn hiện tượng dừng tốc độ quá cao dễ xảy ra hiện tượng vọt lố nên để đảm bảo độ chính xác kiểm soát của nó, nó cần được giải quyết vấn đề tăng giảm tốc độ. Hệ thống truyền động AC servo để điều khiển vòng kín, trình điều khiển có thể trực tiếp lấy mẫu tín hiệu phản hồi của bộ mã hóa động cơ, thành phần bên trong của vòng lặp vị trí và vòng tốc độ, thường không xuất hiện trong động cơ bước về hiện tượng mất bước hoặc vượt quá, hiệu suất điều khiển đáng tin cậy hơn.

Sự khác biệt về ứng dụng

Động cơ bước thường chuyển động theo từng bước, với mỗi bước là một góc cố định và do đó hoạt động tốt trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển vòng hở đơn giản và độ chính xác tương đối thấp. Do đó, động cơ bước phù hợp với một số ứng dụng không yêu cầu độ chính xác định vị đặc biệt cao, chẳng hạn như máy in, máy quét, máy in phun, v.v.

 

Ngược lại, động cơ servo hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng có yêu cầu điều khiển chuyển động nghiêm ngặt hơn. Động cơ servo sử dụng hệ thống phản hồi mang lại độ chính xác điều khiển và phản hồi động cao hơn. Điều này làm cho động cơ servo phù hợp với các ứng dụng yêu cầu điều khiển vị trí, tốc độ và định vị có độ chính xác cao, chẳng hạn như máy công cụ CNC, robot, máy bay, v.v. Hệ thống servo đạt được khả năng điều khiển chuyển động chính xác hơn bằng cách liên tục điều chỉnh đầu ra để loại bỏ lỗi.

 

Nói tóm lại, mặc dù động cơ servo và động cơ bước đều được sử dụng để điều khiển chuyển động của máy nhưng có sự khác biệt lớn giữa chúng. Động cơ servo là hệ thống điều khiển vòng kín có độ chính xác điều khiển cao, thích hợp cho các chuyển động tốc độ cao, độ chính xác cao; Động cơ bước là hệ thống điều khiển vòng hở với chi phí thấp hơn, thích hợp cho việc điều khiển vị trí chính xác. Trong các ứng dụng thực tế, cần lựa chọn loại động cơ phù hợp theo nhu cầu cụ thể.