Was ist der Unterschied zwischen einem Servomotor und einem Schrittmotor?

Schrittmotoren und Servomotor Bei s handelt es sich um gängige Präzisionsaktuatoren zur Bewegungssteuerung, die häufig in der industriellen Automatisierung, Robotik und CNC-Maschinen eingesetzt werden. Während beide eine genaue Positions- und Geschwindigkeitssteuerung erreichen können, unterscheiden sich ihre Funktionsprinzipien, Leistungsmerkmale und Anwendungen erheblich.

Funktionsprinzipien

Schrittmotor

Ein Schrittmotor arbeitet mit einem offenen Steuersystem. Sein Rotor besteht aus Permanentmagneten und die Statorwicklungen sind mehrphasig ausgelegt. Durch systematisches Erregen und Entregen dieser Wicklungen dreht sich der Motor in festen, diskreten Schritten, die als „Schrittwinkel“ bezeichnet werden. Jeder elektrische Impuls bewirkt, dass sich der Motor um einen Schritt bewegt. Um den Motor um einen bestimmten Winkel drehen zu lassen, müssen Sie daher nur die entsprechende Anzahl von Impulsen an seine Steuerung senden.

Servomotor

A Servomotor , hingegen nutzt ein geschlossenes Regelsystem. Es besteht aus drei Hauptteilen: dem Motor, einem Encoder und einem Antrieb. Der Encoder liefert Echtzeit-Feedback über die Position und Geschwindigkeit des Motors. Anschließend vergleicht der Antrieb diese Rückmeldung mit dem eingestellten Zielwert und passt Strom und Spannung des Motors an, um sicherzustellen, dass er die gewünschte Position und Geschwindigkeit genau erreicht. Diese Regelung ermöglicht die Servomotor Positionsfehler kontinuierlich zu korrigieren, was zu höherer Präzision und dynamischer Leistung führt.

Leistungsmerkmale

Schrittmotor

• Präzision : Die Präzision eines Schrittmotors hängt von seinem Schrittwinkel ab, der typischerweise zwischen 0,9° und 1,8° liegt. Die Mikroschritttechnologie kann die Auflösung weiter verbessern, allerdings kann dies zu einer Verringerung der Genauigkeit und des Drehmoments führen.

• Drehmoment : Schrittmotoren haben bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment, ihr Drehmoment nimmt jedoch mit zunehmender Drehzahl schnell ab. Sie stellen im Stillstand ein hohes Haltemoment bereit, sodass keine externe Bremse erforderlich ist.

• Geschwindigkeit : Die maximale Geschwindigkeit eines Schrittmotors ist im Allgemeinen niedrig und beträgt normalerweise einige hundert bis tausend Umdrehungen pro Minute (U/min).

• Überlastfähigkeit : Schrittmotoren verfügen über keinen Überlastschutz. Wenn die Last zu hoch ist, können sie „Schritte verlieren“ und den Steuerimpulsen nicht folgen. Dies führt zu Positionsfehlern, die das System nicht automatisch korrigieren kann.

Servomotor

• Präzision : A Servomotor verfügt über eine sehr hohe Präzision, die vor allem durch die Auflösung des Encoders bestimmt wird. Es kann eine Positionierungsgenauigkeit im Submikrometerbereich erreichen und diese Präzision auch bei hohen Geschwindigkeiten beibehalten.

• Drehmoment : A Servomotor Bietet ein konstant hohes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich. Sein Drehmomentabfall bei hohen Drehzahlen ist weitaus geringer als der eines Schrittmotors. Darüber hinaus verfügt es über eine hohe Überlastfähigkeit und hält kurzzeitigen Überlastungen um ein Vielfaches seines Nenndrehmoments stand.

• Geschwindigkeit : Die Höchstgeschwindigkeit eines Servomotor ist viel höher als die eines Schrittmotors und erreicht mehrere Tausend oder sogar Zehntausende U/min.

• Überlastfähigkeit : A Servomotor Das System verfügt über eine starke Überlastfähigkeit und dynamische Reaktionsfähigkeit. Wenn sich die Last plötzlich ändert, kann er sich schnell anpassen, um die eingestellte Position und Geschwindigkeit beizubehalten und so verlorene Schritte zu vermeiden.

Anwendungen

Schrittmotor

Aufgrund ihres einfachen Aufbaus, der geringeren Kosten und des hohen Drehmoments und der Haltekraft bei niedrigen Geschwindigkeiten werden Schrittmotoren häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Geschwindigkeit keine entscheidende Rolle spielt, die Last relativ konstant ist und keine Rückmeldung in Echtzeit erforderlich ist. Beispiele hierfür sind:

• 3D-Drucker

• Lasergravierer

• Kleine CNC-Maschinen

• Verkaufsautomaten

• Textilmaschinen

Servomotor

Aufgrund seiner hohen Präzision, Geschwindigkeit, seines Drehmoments und seiner starken Dynamik ist der Servomotor wird häufig in Anwendungen mit extrem hohen Leistungsanforderungen eingesetzt. Beispiele hierfür sind:

• Industrielle Roboterarme

• Hochpräzise CNC-Werkzeugmaschinen

• Automatisierte Produktionslinien

• Druck- und Verpackungsausrüstung

• Medizinische Geräte

Zusammenfassung