Unterschiede zwischen Servomotoren und Schrittmotoren

Ein Servomotor ist ein herkömmlicher Motor, der mit einem zusätzlichen Steuersensor ausgestattet ist, der als Rückmeldegerät fungiert. Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Motor, der in Verbindung mit einem Onboard-Treiber arbeitet.

Servomotoren

Wie erwähnt, ist ein Servomotor ein Standardmotor, der mit einem Steuersensor ausgestattet ist, der als Rückmeldemechanismus dient. Während des Betriebs hält die Steuerung den Motor in der eingestellten Position. Dieses Zusammenspiel ermöglicht es dem Gerät, Geschwindigkeiten und Präzision bis zu 1 Mikron oder weniger.

Um die Bewegung in einer Position zu blockieren, ohne eine Rückwärtsbewegung zuzulassen, muss die Steuerung den Motorstrom kontinuierlich in die entgegengesetzte Richtung schalten, bis der nächste Befehl empfangen wird. Diese Methode eliminiert Schrittaussetzer, da der Encoder ständig die Wellenabweichung überwacht und Fehler korrigiert, indem er die Richtung des Motors jedes Mal umkehrt.

Nachteile von Servomotoren:

• Teure Reparaturen

• Höhere Kosten

Schrittmotoren

Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Motor, der mit einem Onboard-Treiberpaar arbeitet. Typischerweise haben Schrittmotoren mehrere Phasen (Wicklungen), die vom Treiber abwechselnd aktiviert werden. Der Motor dreht sich, indem er kurze Impulse an eine der Statorwicklungen anlegt, wodurch sich der magnetische Rotor bewegt.

Schrittmotoren sind im Allgemeinen leistungsärmer und nicht für hohe Geschwindigkeiten oder kontinuierliche Drehung geeignet.

Abhängig von der Rotorkonstruktion kann die physische Teilung des Motors zwischen 90 Grad und 0,9 Grad liegen. Softwaretechniken können den Winkel weiter verfeinern, indem sie das Treiberrauschen reduzieren und die Präzision verbessern, indem sie die Schritte pro Umdrehung erhöhen. Die Genauigkeit kann 20 Mikron.

Trotz ihrer hohen Präzision haben Schrittmotoren einen erheblichen Nachteil: Da es keine Rückmeldung von der Steuerung gibt, überspringen sie Schritte unter höheren Lasten, und die Steuerung kann den Betrieb des Motors ohne einen Winkelsensor nicht verfolgen.

Nachteile von Schrittmotoren:

• Schrittaussetzer unter hoher Beschleunigung und hoher Belastung

• Schwierig zu reparieren

Ein mit Encoder ausgestatteter Schrittmotor unterscheidet sich von einem herkömmlichen nur durch seine zusätzliche Winkelencoder-Verkabelung. Dies löst das Problem der Schrittaussetzer, erhöht aber die Kosten erheblich. Darüber hinaus ist eine Spezialsteuerung mit Schrittfehlerkorrektur erforderlich.

Trotz dieser Nachteile werden Schrittmotoren häufig in groß angelegten industriellen und häuslichen Anwendungen eingesetzt, wie z. B.:

• Hochleistungs- und Hochpräzisionsmaschinen (Metallbearbeitung, Laserschneiden)

• Leichte CNC-Maschinen (3D-Drucker für den Hausgebrauch, Graviermaschinen)

• Robotik (Roboter mit komplexer Kinematik)

• Spielzeug (Autos, Flugzeuge)

Häufig gestellte Fragen

Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Schritt- und Servomotoren?
Schrittmotoren werden in 3D-Druckern und anderen Geräten verwendet, die eine präzise Bewegungssteuerung erfordern, während Servomotoren dort eingesetzt werden, wo gleichmäßige Bewegung benötigt wird. Beide verwenden Elektromagnete, um Bewegung zu erzeugen.

Welche Vorteile haben Servomotoren gegenüber Schrittmotoren?
Servomotoren können hohes Drehmoment bei hohen Drehzahlen liefern. Sie sind einfacher zu steuern und können für komplexe Aufgaben programmiert werden, z. B. um einen Roboterarm im 3D-Raum zu bewegen. Servocontroller sind auch günstiger als Schrittmotortreiber und haben einen geringeren Strombedarf, was sie ideal für die mobile Robotik in der Automobilfertigung oder Lagerautomatisierung.

Warum einen Schrittmotor anstelle eines Servomotors verwenden?
Der Hauptunterschied besteht darin, dass Schrittmotoren im Allgemeinen günstiger sind als Servomotoren. Sie benötigen auch keine Lastrückmeldung, um die für die Motorwelle benötigte Leistung zu bestimmen.

Welcher ist leistungsstärker: Schritt- oder Servomotor?
Schrittmotoren sind weniger leistungsstark als Servomotoren, da ihnen die Vielseitigkeit fehlt. Servomotoren können sich kontinuierlich in jede Richtung drehen, während Schrittmotoren sich nur in diskreten Schritten.

Schrittmotoren haben ein komplexeres Design, sind aber günstiger in der Herstellung und im Betrieb. Servomotoren sind teurer und erfordern höhere Leistung, bieten aber bessere Präzision und Kontrolle.