Sự khác nhau giữa động cơ STEP và động cơ SERVO

Khi được áp dụng đúng cách, hai động cơ này đều có thể mang lại hiệu quả làm việc đáng mong đợi cho cả hệ thống máy. Để đi tới quyết định lựa chọn loại động cơ nào phù hợp thì phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, nhưng quan trọng nhất là tốc độ, gia tốc và giá cả.

Động cơ STEP (bước):

Động cơ này bao gồm một rotor với nam châm vĩnh cữu và stato (mang cuộn dây). Khi dòng điện chạy qua cuộn dây stato, nó tạo ra phân bố từ thông tương tác với phân bố từ trường của rotor để tác dụng lên lực quay. Động cơ bước có số cực rất cao, thường là 50 hoặc lớn hơn. Trình điều khiển động cơ bước tạo năng lượng cho từng cực theo trình tự để roto quay theo bước liên tục, hoặc các bước. Do số cực rất cao nên quá trình chuyển động dường như diễn ra liên tục.

Ưu điểm:

Tạo ra chuyển động gia tăng, chạy theo vòng lặp mở, giảm chi phí và độ phức tạp của bộ mã hóa.

Số cực cao nên có thể tạo ra mô-men xoắn rất cao ở tốc độ 0.

Kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí.

Nhược điểm:

Tốc độ bị giới hạn, chạy tốt nhất ở 1200 vòng/phút hoặc thấp hơn.

Mặc dù tạo mô-men xoắn cao ở tốc độ 0, nhưng mô-men xoắn sẽ rơi khi tốc độ tăng.

Về lý thuyết thì hộp số có thể được sử dụng để tăng mô-men xoắn nhưng lúc này tốc độ của động cơ STEP trở thành một vấn đề. Bổ sung bộ giảm tốc 10:1 vào động cơ bước 1200 rpm có thể tăng mô-men xoắn lên một độ lớn nhưng nó cũng sẽ giảm tốc độ xuống 120 rpm.

Nếu động cơ đang được sử dụng để điều khiển bộ truyền động vít bi hoặc tương tự, nó có thể sẽ không cung cấp đủ tốc độ để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng. Động cơ bước cũng có những hạn chế hiệu suất, nó giống như một hệ thống lò xo. Động cơ cần phá vỡ ma sát để bắt đầu quay và di chuyển tải, tại thời điểm đó rotor không được điều khiển hoàn toàn. Thêm một bộ mã hóa sẽ cho phép hệ thống theo dõi chuyển động chính xác hơn, nhưng nó sẽ không thể vượt qua định lý vật lý cơ bản của động cơ.

Đối với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và độ phân giải định vị thì động cơ Servo cung cấp giải pháp tốt hơn.

Động cơ SERVO:

Cũng giống như động cơ STEP, động cơ SERVO có rất nhiều ưu điểm. Động cơ này là sự kết hợp giữa cánh quạt với nam châm vĩnh cửu và một stator (mang cuộn dây). Dòng điện tạo ra một phân phối từ trường tác động lên rotor để phát triển mô-men xoắn. Tuy nhiên, động cơ Servo có số cực thấp hơn nhiều so với động cơ bước. Vì vậy, chúng phải được hoạt động trong vòng kín.

Nhìn chung, động cơ SERVO tinh vi hơn STEP. Chúng chạy nhanh hơn, với tốc độ tới 2000 rpm hoặc hơn. Điều này cho phép động cơ Servo được sử dụng hộp số để cung cấp mô-men xoắn cao hơn nhiều ở tốc độ hữu ích. Không giống như động cơ Step, chúng không chứa mô-men xoắn mỗi se.

Hoạt động vòng kín cho phép bộ điều khiển ra lệnh rằng tải vẫn ở một vị trí cụ thể, tuy nhiên động cơ sẽ thực hiện các điều chỉnh liên tục để giữ nó ở đó. Do đó, động cơ Servo có thể cung cấp mô-men xoắn thực tế.

Động cơ Servo thường sử dụng nam châm đất hiếm trong khi động cơ Step sử dụng nam châm thông thường, ít tốn kém hơn.

Nam châm đất hiếm cho phép phát triển mô-men xoắn cao hơn. Đường kính động cơ Servo thường nằm trong khoảng từ Nema 17 đến 220mm. Vì thế, nó có thể cung cấp các mô-men xoắn lên tới 250 pound.

Sự kết hợp giữa tốc độ và mô-men xoắn cho phép động cơ Servo mang lại khả năng tăng tốc độ tốt hơn động cơ Step. Chúng cũng cung cấp độ chính xác hơn do hoạt động vòng kín và sự phản hồi của encoder.