ການເລືອກລະຫວ່າງ Stepper ແລະ Servo Motors: ຫຼັກການ, ການປຽບທຽບ ແລະ ປະສິດທິພາບ

Stepper ແລະ servo motors ເປັນສອງທາງແກ້ໄຂການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວທີ່ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກສະໄຫມໃຫມ່. ເຖິງແມ່ນວ່າທັງສອງປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມໄດ້, ແຕ່ມັນແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍໃນຫຼັກການດໍາເນີນງານ, ປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມເຫມາະສົມໃນການນໍາໃຊ້.

ຄ1. ພາບລວມຂອງ Stepper Motor

ຄ2. Servo Motor ແມ່ນຫຍັງ?

ຄ3. Stepper Motors ແລະ Servo Motors ເຮັດວຽກແນວໃດ?

ຄ4. ປະເພດຂອງ Stepper ແລະ Servo Motors

ຄ5. ການນໍາໃຊ້ Stepper ແລະ Servo Motors

ຄ6. ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ Stepper ແລະ Servo Motors

ຄ7. ການປຽບທຽບປະສິດທິພາບຂອງ Stepper ແລະ Servo Motors

ຄ8. ສະຫລຸບ

ຄ9. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ພາບລວມຂອງ Stepper Motor

stepper motor ແມ່ນເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນເຫນັງໃນຂັ້ນຕອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນແທນທີ່ຈະຫມູນວຽນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ມັນ ກ້າວ ໄປ ຫນ້າ ຈາກ ຕໍາ ແຫນ່ງ ຫນຶ່ງ ໄປ ຫາ ອີກ ຕໍາ ແຫນ່ງ ຫນຶ່ງ ໂດຍ ການ ໃຫ້ ພະ ລັງ ແກ່ ສາຍ ພາຍ ໃນ ຂອງ ມັນ ໃນ ລໍາດັບ ທີ່ ຄວບ ຄຸມ. ແຕ່ ລະ pulse input ສອດຄ່ອງ ກັບ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ສະເພາະ, ອະນຸຍາດ ໃຫ້ motor ໄປ ເຖິງ ຕໍາ ແຫນ່ງ ທີ່ ກໍານົດ ໄວ້ ໂດຍ ບໍ່ ຕ້ອງ ໃຊ້ sensor ຕອບ ຮັບ.

Servo Motor ແມ່ນຫຍັງ?

servo motor ເປັນອຸປະກອນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ປິດເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າກັບກົນໄກການຕອບສະຫນອງແລະຫມວດຄວບຄຸມ. ມັນ ໃຊ້ ການ ຕອບ ຮັບ ໃນ ເວ ລາ ຈິງ ເພື່ອ ຄວບ ຄຸມ ຕໍາ ແຫນ່ງ, ຄວາມ ໄວ ຫລື ພະ ລັງ ແຮງ ຢ່າງ ຕໍ່ ເນື່ອງ ເພື່ອ ວ່າ ຜົນ ສະ ທ້ອນ ຈະ ຕິດ ຕາມ ຂໍ້ ມູນ ທີ່ ຖືກ ສັ່ງ ຢ່າງ ຖືກຕ້ອງ.

ວິທີທີ່ Stepper Motors ແລະ Servo Motors ເຮັດວຽກ

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Stepper Motors

Stepper motors ໃຊ້ rotor ທີ່ເຮັດຈາກແມ່ເຫຼັກຖາວອນ ຫຼື ເຫຼັກອ່ອນ ແລະ stator ທີ່ມີ coils electromagnetic ຫລາຍໆເສັ້ນທີ່ຈັດຂຶ້ນເປັນຂັ້ນຕອນ. ເມື່ອຂັ້ນຕອນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບພະລັງງານຕາມລໍາດັບ, rotor ຈະສອດຄ່ອງກັບທົ່ງແມ່ເຫຼັກທີ່ຕິດຕໍ່ກັນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຂັ້ນຕອນມຸມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ຕໍາແຫນ່ງຖືກກໍານົດໂດຍຈໍານວນຂອງpulse input ແທນທີ່ຈະຕອບສະຫນອງ, ດັ່ງນັ້ນ stepper motors ຈຶ່ງເຮັດວຽກໃນແບບເປີດວົງຈອນ. ການຈັບຕໍາແຫນ່ງຕ້ອງໃຊ້ກະແສທີ່ຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນແຕ່ໃນເວລາພັກຜ່ອນ ເຊິ່ງຈະເພີ່ມການໃຊ້ພະລັງງານແລະຄວາມຮ້ອນ. ໃນຄວາມໄວບາງຢ່າງ, resonance ສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້, ແຕ່ເຕັກນິກເຊັ່ນ micro stepping, acceleration profiling ແລະ mechanical damping ມັກໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສະດວກແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ.

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Servo Motors

Servo motors ທໍາ ງານ ໂດຍ ໃຊ້ ການ ຕອບ ຮັບ ຢ່າງ ຕໍ່ ເນື່ອງ. Sensor ເຊັ່ນ encoders ຫຼື resolvers ຈະກວດເບິ່ງຕໍາແຫນ່ງ ແລະ ຄວາມໄວຂອງ shaft ແລະສົ່ງຂໍ້ມູນນີ້ໄປໃຫ້ຜູ້ຄວບຄຸມ. ຜູ້ຄວບຄຸມປຽບທຽບການເຄື່ອນເຫນັງຕົວຈິງກັບເປົ້າຫມາຍທີ່ສັ່ງແລະນໍາໃຊ້ຜົນການແກ້ໄຂໃນເວລາຈິງ.

ການດໍາເນີນການແບບວົງຈອນປິດນີ້ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະໃຊ້ວິທີການຄວບຄຸມເຊັ່ນ ການຄວບຄຸມ PID, ເຮັດໃຫ້ການຕອບສະຫນອງໄວ, ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ແລະ ການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງພາຍໃຕ້ພາລະຫນັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເພາະ ພະລັງ ຖືກ ສົ່ງ ໄປ ຕາມ ທີ່ ຈໍາເປັນ, servo motor ຈະ ມີ ປະສິດທິພາບ ສູງ ກວ່າ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນ ຄວາມ ຮ້ອນ ເມື່ອ ປຽບທຽບ ໃສ່ ກັບ ລະບົບ open-loop.

ປະເພດຂອງ Stepper ແລະ Servo Motors

ປະເພດຂອງ Stepper Motors

Stepper motors ຖືກແບ່ງຕາມການອອກແບບ rotor ແລະ ການຕັ້ງຄ່າຂອງລົມ.

ຕາມປະເພດ rotor:

• Permanent Magnet (PM) – ໃຊ້ rotor magnetized ແລະ ໃຫ້ພະລັງແຮງພໍດີພ້ອມກັບມຸມບາດກ້າວທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ.

• Variable Reluctance (VR) - ໃຊ້ rotor ເຫຼັກອ່ອນທີ່ບໍ່ມີແມ່ເຫຼັກຖາວອນ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມໄວສູງຂຶ້ນແຕ່ມີແຮງກະຕຸ້ນຕ່ໍາກວ່າ.

• Hybrid – ລວມເອົາຄຸນລັກສະນະ PM ແລະ VR ເຂົ້າກັນເພື່ອບັນລຸພະລັງແຮງສູງ, ຄວາມແກ້ໄຂຂັ້ນຕອນລະອຽດ ແລະ ການນໍາໃຊ້ອຸດສະຫະກໍາທີ່ກວ້າງຂວາງ.

ໂດຍການຕັ້ງຄ່າຂອງລົມ:

• Bipolar Stepper Motors – ໃຊ້ລົມດຽວຕໍ່ໄລຍະທີ່ມີການຫັນກັບຄືນຂອງກະແສ, ໃຫ້ພະລັງແຮງສູງກວ່າ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າ.

• Unipolar Stepper Motors – ໃຊ້ລົມທີ່ເຄື່ອນໄຫວຢູ່ກາງທີ່ເຮັດໃຫ້ຫມວດຂັບໄລ່ງ່າຍຂຶ້ນ ແຕ່ລົດພະລັງທີ່ມີຢູ່.

ປະເພດຂອງ Servo Motors

Servo motors ຖືກແບ່ງຕາມແຫຼ່ງພະລັງງານແລະການກໍ່ສ້າງ.

AC Servo Motors

• Synchronous – ຫມູນວຽນຕາມຂັ້ນຕອນຂອງທົ່ງແມ່ເຫຼັກ stator, ໃຫ້ການຄວບຄຸມຄວາມໄວທີ່ຖືກຕ້ອງແລະມີປະສິດທິພາບສູງ.

• Asynchronous (Induction) – ສ້າງພະລັງແຮງຜ່ານ slip ແລະ ດໍາເນີນການຕ່ໍາກວ່າຄວາມໄວ synchronous ຫນ້ອຍຫນຶ່ງ.

DC Servo Motors

• Brushed – ໃຊ້ຟຸ່ມເຄື່ອງຈັກສໍາລັບການປ່ຽນແປງ, ໃຫ້ການຄວບຄຸມທີ່ງ່າຍໆ ແຕ່ການບໍາລຸງຮັກສາສູງກວ່າ.

• Brushless – ໃຊ້ການປ່ຽນແປງທາງເອເລັກໂຕຣນິກເພື່ອປະສິດທິພາບສູງກວ່າ, ການຕອບສະຫນອງທີ່ໄວຂຶ້ນ ແລະ ອາຍຸການຮັບໃຊ້ທີ່ຍາວນານ.

ການນໍາໃຊ້ Stepper ແລະ Servo Motors

ການນໍາໃຊ້ Stepper Motors

• ຂັ້ນຕອນການຕັ້ງຕໍາແຫນ່ງ – ໃຫ້ການເຄື່ອນເຫນັງແບບ linear ຫຼື rotary ທີ່ຖືກຕ້ອງ, ຊ້ໍາອີກສໍາລັບວຽກງານການຈັດຕຽມ

• Desktop CNC machines – ເຮັດໃຫ້ການຕັ້ງເຄື່ອງມືຖືກຕ້ອງໃນຄວາມໄວທີ່ຄວບຄຸມໄດ້, ພໍດີ

• ເຄື່ອງພິມ 3D ແລະ ລະບົບການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ – ຄວບຄຸມການເຄື່ອນເຫນັງເທື່ອລະຊັ້ນດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງຕາມຂັ້ນຕອນ

• ຕາຕະລາງການຈັດດັດຊະນີທີ່ຖືກຕ້ອງ – ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຕັ້ງຕໍາແຫນ່ງມຸມທີ່ແນ່ນອນໂດຍບໍ່ຕ້ອງມີเซ็นเซอร์ຕອບສະຫນອງ

• ລະບົບອັດຕະໂນມັດຄວາມໄວຕ່ໍາ – ສະຫນັບສະຫນູນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄາດການໄດ້ໃນບ່ອນທີ່ສະພາບພາລະຫນັກຍັງຫມັ້ນຄົງ

ການນໍາໃຊ້ Servo Motors

• ລະບົບອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສະຫະກໍາ – ໃຫ້ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ວ່ອງໄວ ແລະ ຖືກຕ້ອງໃນຂະນະທີ່ປັບຕົວໃຫ້ເຂົ້າກັບພາລະຫນັກທີ່ປ່ຽນແປງ

• ແຂນຫຸ່ນຍົນ ແລະ ເຄື່ອງບັງຄັບ – ໃຫ້ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສະດວກສະບາຍ, ຄວາມໄວສູງພ້ອມກັບການຄວບຄຸມຕໍາແຫນ່ງທີ່ຖືກຕ້ອງ

• Aerospace actuators ແລະ ກົນໄກ – ຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ໄວ້ວາງໃຈໄດ້ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງ ແລະ ສະພາບການທີ່ປ່ຽນແປງສູງ

• ເຄື່ອງຫຸ້ມຫໍ່ແລະປະກອບຄວາມໄວສູງ – ສະຫນັບສະຫນູນການເລັ່ງໄວ, ການຊ້າລົງ ແລະ ການດໍາເນີນງານຕໍ່ເນື່ອງ

• ລະບົບຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວທີ່ກ້າວຫນ້າ – ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການຄວບຄຸມຕໍາແຫນ່ງ, ຄວາມໄວ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນຢ່າງຖືກຕ້ອງໃນລະບົບທີ່ສະຫຼັບຊັບຊ້ອນ

ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ Stepper ແລະ Servo Motors

ການປຽບທຽບປະສິດທິພາບຂອງ Stepper ແລະ Servo Motors

ຄຸນຄ່າປະສິດທິພາບຈະແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມຂະຫນາດຂອງເຄື່ອງຈັກ, ວິທີການຂັບລົດ ແລະ ສະພາບການດໍາເນີນງານ.

ການດໍາເນີນງານທີ່ກະຕືລືລົ້ນ

ປະສິດທິພາບ ແລະ ພຶດຕິກໍາຂອງພະລັງ

ພຶດຕິກໍາສຽງ ແລະ ເຄື່ອງຈັກ

ການສະຫລຸບ

Stepper ແລະ servo motors ແຕ່ລະຄົນມີບົດບາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວ. Steppers ເກັ່ງ ກ້າ ໃນ ໂປຣເເກຣມ ທີ່ ງ່າຍໆ, ຄວາມ ໄວ ຕ່ໍາ, ລາຄາ ແພງ ພ້ອມ ດ້ວຍ ນ້ໍາຫນັກ ທີ່ ສາມາດ ຄາດ ການ ໄດ້, ໃນ ຂະນະ ທີ່ servo motor ຄວບ ຄຸມ ລະບົບ ຄວາມ ໄວ ແລະ ປະສິດທິພາບ ສູງ ທີ່ ຮຽກຮ້ອງ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ໃນ ສະພາບ ການ ທີ່ ປ່ຽນ ແປງ. ໂດຍ ການ ປຽບ ທຽບ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ, ປະ ສິດ ທິ ພາບ ແລະ ພຶດ ຕິ ກໍາ ທີ່ ແທ້ ຈິງ ຂອງ ມັນ, ທ່ານ ສາ ມາດ ເລືອກ ຊະນິດ ຂອງ ເຄື່ອງ ຈັກ ທີ່ ສົມ ດຸນ ກັບ ປະ ສິດ ທິ ພາບ, ຄວາມ ສັບ ຊ້ອນ ແລະ ລາຄາ ແພງ ໄດ້ ດີ ທີ່ ສຸດ.

ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

stepper motor ສາມາດທົດແທນ servo motor ໃນອຸດສະຫະກໍາໄດ້ບໍ?

ໃນ ບາງ ກໍລະນີ, ແມ່ນ ແລ້ວ. Stepper motors ສາມາດ ທົດ ແທນ servo ໃນ ວຽກ ງານ ອຸດສະຫະ ກໍາ ທີ່ ມີ ຄວາມ ໄວ ຕ່ໍາ ແລະ ນ້ໍາຫນັກ ຕ່ໍາ ດ້ວຍ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ທີ່ ຄາດ ການ ໄດ້. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບການດໍາເນີນງານທີ່ມີຄວາມໄວສູງ, ພາລະຫນັກທີ່ປ່ຽນແປງ, ຫຼືວົງຈອນຫນ້າທີ່ຕໍ່ເນື່ອງ, servo motors ຍັງເປັນທາງເລືອກທີ່ໄວ້ວາງໃຈໄດ້ແລະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າ.

ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນເມື່ອເຄື່ອງຈັກ stepper ຜິດພາດຂັ້ນຕອນ ແລະຈະປ້ອງກັນໄດ້ແນວໃດ?

ເມື່ອເຄື່ອງຈັກ stepper ພາດຂັ້ນຕອນ, ຕໍາແຫນ່ງທີ່ແທ້ຈິງຂອງມັນຈະບໍ່ສອດຄ່ອງກັບຕໍາແຫນ່ງທີ່ສັ່ງອີກຕໍ່ໄປ. ສິ່ງນີ້ສາມາດຫລຸດລົງໄດ້ໂດຍການກໍານົດຂະຫນາດຂອງແຮງກະຕຸ້ນທີ່ເຫມາະສົມ, ຄວບຄຸມຄວາມໄວ, microstepping ແລະ ຫຼີກລ່ຽງການປ່ຽນແປງພາລະຫນັກຢ່າງກະທັນຫັນໃນລະຫວ່າງການດໍາເນີນງານ.

servo motors ຕ້ອງມີການປັບປ່ຽນສະເຫມີເພື່ອເຮັດວຽກຢ່າງຖືກຕ້ອງບໍ?

ແມ່ນແລ້ວ ລະບົບ servo ສ່ວນຫຼາຍຕ້ອງມີການປັບຕົວໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບເຄື່ອງຈັກ, ພາລະຫນັກ ແລະ ຮູບແບບການເຄື່ອນໄຫວ. ການປັບທີ່ເຫມາະສົມເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າມີຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ການຕອບສະຫນອງໄວ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ໃນຂະນະທີ່ການປັບທີ່ບໍ່ດີອາດເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນ, ເກີນໄປ ຫຼືຮ້ອນເກີນໄປ.

ເຄື່ອງຈັກຊະນິດໃດດີກວ່າສໍາລັບລະບົບທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າຫຼືພະລັງງານ?

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ servo motor ຈະດີກວ່າສໍາລັບລະບົບທີ່ຮູ້ສຶກໄວຕໍ່ພະລັງງານ ເພາະມັນດຶງເອົາພະລັງງານເມື່ອຈໍາເປັນເທົ່ານັ້ນ. Stepper motors ໃຊ້ກະແສທີ່ຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນແຕ່ເມື່ອຈັບຕໍາແຫນ່ງ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີປະສິດທິພາບຫນ້ອຍລົງສໍາລັບໂປຣແກຣມທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າ.

ເທັກ ໂນ ໂລ ຈີ stepper ທີ່ ປິດ ເປັນ ການ ທົດ ແທນ servo motor ບໍ?

Closed-loop steppers ປັບປຸງຄວາມໄວ້ວາງໃຈໄດ້ໂດຍການເພີ່ມຄໍາຕອບ, ຫລຸດຜ່ອນບາດກ້າວທີ່ຂາດໄປ. ເຖິງ ຢ່າງ ໃດ ກໍ ຕາມ, ມັນ ຍັງ ຂາດ ພະລັງ ທີ່ ໄວ, ການ ຕອບ ຮັບ ທີ່ ມີ ພະລັງ ແລະ ປະສິດທິພາບ ຂອງ ລະບົບ servo ທີ່ ແທ້ ຈິງ, ສະນັ້ນ ມັນ ຈຶ່ງ ຕື່ມ ແທນ ທີ່ ຈະ ມາ ແທນ servo motor.