Motores de passo com tecnologia de circuito fechado estão gradualmente se infiltrando em aplicações servo
Em cada vez mais aplicações de automação industrial de alto padrão, os avanços na tecnologia estão mudando a relação custo-benefício entre motores de passo e servo motores.
Com a tecnologia de circuito fechado, os motores de passo de baixo custo estão penetrando constantemente em aplicações que foram originalmente dominadas por servo-motores de alto custo.
Motor de passo e servo motor
De acordo com a sabedoria convencional, os sistemas de controle servo apresentam melhor desempenho em aplicações que exigem velocidades acima de 800 RPM e exigem alta resposta dinâmica. Os motores de passo são mais adequados para aplicações com velocidades mais baixas, acelerações baixas a médias e / ou que exigem maior torque de retenção.
Então, qual é a base para este conceito tradicional de motores de passo e servo motores?
estrutura
O motor de passo gira de maneira gradual e a bobina magnética é usada para puxar gradualmente um ímã de uma posição para a próxima. Para mover as posições do motor 100 em qualquer direção, o circuito requer 100 passos do motor. Os motores de passo usam pulsos para obter movimento incremental, permitindo um posicionamento preciso sem o uso de sensores de feedback.
O método de movimento do servomotor é diferente. Ele conecta um sensor de posição - o encoder - ao rotor magnético para detectar continuamente a posição exata do motor. O servo monitora a diferença entre a posição real do motor e a posição de comando e ajusta a corrente de acordo. Este sistema de circuito fechado mantém o motor no estado correto de movimento.
Simplicidade e custo
Os motores de passo não são apenas menos caros que os servomotores, mas também são mais fáceis de serem comissionados e mantidos. O motor de passo é estável em repouso e pode manter a posição (mesmo com cargas dinâmicas). No entanto, se alguns aplicativos tiverem requisitos de desempenho mais altos, os servo-motores mais caros e mais complexos devem ser usados.
Posicionamento
Existem diferenças importantes entre motores de passo e servo motores em aplicações onde você precisa saber a posição exata da máquina em todos os momentos. Em aplicações de movimento de malha aberta controladas por motores de passo, o sistema de controle assume que o motor está sempre no estado correto de movimento. No entanto, após um problema, como uma parada do motor devido a um congestionamento de componentes, o controlador não pode saber a posição real da máquina, resultando em uma posição perdida. O sistema de circuito fechado do próprio servo motor tem uma vantagem: se for capturado por um objeto, ele é detectado imediatamente. A máquina irá parar de funcionar e nunca perderá sua posição.
Velocidade e torque
A diferença de desempenho entre os motores de passo e os servomotores deriva de seus diferentes projetos de motor. O número de polos do motor de passo é muito mais alto que o do servo motor. Portanto, o motor de passo gira uma volta completa e o número necessário de trocas de corrente de enrolamento é muito maior, resultando em uma queda rápida no torque no caso de aumento de velocidade. Além disso, o motor de passo pode perder a sincronização de velocidade se o torque máximo for atingido. Por esses motivos, servo motores são a solução preferida na maioria das aplicações de alta velocidade. Em contraste, o número de pólos de um motor de passo é vantajoso em baixas velocidades porque o motor de passo tem uma vantagem de torque sobre um servo motor do mesmo tamanho.
Calor e consumo de energia
Os motores de passo de circuito aberto usam uma corrente fixa e dissipam muito calor. O controle de malha fechada fornece apenas a corrente requerida pelo loop de velocidade, evitando assim problemas de aquecimento do motor.
Comparação de motor de passo e servo motor
O sistema de controle servo é mais adequado para aplicações de alta velocidade envolvendo mudanças dinâmicas de carga, como braços robóticos. Os sistemas de controle de passo são mais adequados para aplicações que exigem baixa a média aceleração e alto torque de retenção, como impressoras 3D, correias transportadoras e contra-eixos. Como os motores de passo são menos caros, o custo do sistema de automação pode ser reduzido após o uso. Se o sistema de controle de movimento precisa aproveitar as características do servo motor, ele deve provar que esses motores de custo mais alto valem a pena.
Impulsionados pelo avanço da tecnologia de circuito fechado, os motores de passo podem penetrar em aplicações de alta velocidade e alta performance que anteriormente eram servo motores.
