Forskelle mellem steppermotorer og servomotorer og anvendelsesscenarier

Steppermotorerer diskrete bevægelsesenheder med en lavprisfordel i forhold til servomotorer, og er enheder, der konverterer mekanisk og elektrisk energi. En motor, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi, kaldes en "generator"; en motor, der konverterer elektrisk energi til mekanisk energi, kaldes en "motor". Steppermotorer og servomotorer er bevægelseskontrolprodukter, der præcist kan lokalisere bevægelsen af ​​automationsudstyr og den måde, det bevæger sig på, og bruges hovedsageligt i fremstillingen af ​​automationsudstyr.

Der findes tre typer steppermotorrotorer: reaktive (VR-type), permanentmagnetiske (PM-type) og hybride (HB-type). 1) Reaktive (VR-type): gear med rotortænder. 2) Permanentmagnetiske (PM-type): rotor med permanentmagnet. 3) Hybride (HB-type): gear med både permanentmagnetiske og rotortænder. Steppermotorer klassificeres efter statorens viklinger: der findes tofasede, trefasede og femfasede serier. Motorer med to statorer bliver tofasede motorer, og dem med fem statorer kaldes femfasede motorer. Jo flere faser og takt en steppermotor har, desto mere nøjagtig er den.

 

HB-motorer kan opnå meget præcis små trinvise bevægelser, mens PM-motorer generelt ikke kræver høj styringsnøjagtighed.HB-motorerkan opnå komplekse, præcise krav til lineær bevægelsesstyring. PM-motorer har relativt små drejningsmoment og volumen, kræver generelt ikke høj styringsnøjagtighed og er mere økonomiske i pris. Industrier: tekstilmaskiner, fødevareemballage. Med hensyn til produktionsproces og motorstyringsnøjagtighed,HB steppermotorerer mere avancerede end PM steppermotorer.

 

Steppermotorer og servomotorer er begge bevægelsesstyringsprodukter, men de adskiller sig i deres produktydelse. En steppermotor er en diskret bevægelsesenhed, der modtager en kommando og udfører et trin. Steppermotorer konverterer indgangspulssignalet til en vinkelforskydning. Når steppermotordriveren modtager et pulssignal, driver den steppermotoren til at rotere med en fast vinkel i den indstillede retning. En servomotor er et servosystem, hvor elektriske signaler konverteres til drejningsmoment og hastighed for at drive et kontrolobjekt, som kan styre hastighed og positionsnøjagtighed.

 

✓ Steppermotorer og servomotorer er ret forskellige med hensyn til lavfrekvenskarakteristika, momentfrekvenskarakteristika og overbelastningskapacitet.

Kontrolnøjagtighed: Jo flere faser og rækker af steppermotorer, desto højere er nøjagtigheden; kontrolnøjagtigheden af ​​AC-servomotorer garanteres af den roterende encoder bag på motorakslen, jo flere encoderskalaer, desto højere er nøjagtigheden.

✓ Lavfrekvente egenskaber: Steppermotorer er tilbøjelige til lavfrekvente vibrationer ved lave hastigheder. Dette lavfrekvente vibrationsfænomen, der bestemmes af steppermotorernes arbejdsprincip, er skadeligt for maskinens normale drift. Generelt bruger de dæmpningsteknologi til at overvinde lavfrekvente vibrationer. AC-servosystemer har en resonansundertrykkelsesfunktion, der kan dække over maskinens manglende stivhed. Driften er meget jævn, og der opstår ingen vibrationer, selv ved lave hastigheder.

✓ Moment-frekvenskarakteristika: Steppermotorers udgangsmoment falder med stigende hastighed, så deres maksimale driftshastighed er 300-600 o/min.; servomotorer kan udsende et nominelt moment op til nominel hastighed (generelt 2000-3000 o/min), og over nominel hastighed er der konstant effekt.

✓ Overbelastningskapacitet: Steppermotorer har ikke overbelastningskapacitet; servomotorer har stærk overbelastningskapacitet.

✓ Reaktionsevne: Steppermotorer bruger 200-400 ms på at accelerere fra stilstand til driftshastighed (flere hundrede omdrejninger i minuttet); AC-servoen har bedre accelerationsevne og kan bruges i kontrolsituationer, der kræver hurtig start/stop. Panasonic MASA 400W AC-servoen accelererer for eksempel fra stilstand til sin nominelle hastighed på 3000 o/min på blot et par millisekunder.

Driftsmæssig ydeevne: Steppermotorer er åben-loop-styrede og er tilbøjelige til trintab eller blokering, når startfrekvensen er for høj eller belastningen er for stor, og til at oversving, når hastigheden er for høj, når den stoppes; AC-servoen er lukket-loop-styret, og driveren kan direkte sample motorens encoder-feedbacksignal, så der generelt ikke er noget trintab eller oversving af steppermotoren, og styringsydelsen er mere pålidelig.

 

AC-servoer er bedre end steppermotorer med hensyn til ydeevne, men steppermotorer har fordelen af ​​lav pris. AC-servoer er bedre end steppermotorer med hensyn til reaktionshastighed, overbelastningskapacitet og driftsydelse, men steppermotorer bruges i nogle mindre krævende scenarier på grund af deres omkostnings-ydelsesfordel. Ved brug af closed-loop-teknologi kan closed-loop steppermotorer give fremragende nøjagtighed og effektivitet, hvilket kan opnå noget af servomotorernes ydeevne, men har også fordelen af ​​lav pris.

 

Se fremad og udpeg nye områder. Steppermotorapplikationer har gennemgået strukturelle ændringer, hvor det traditionelle marked er nået mætning, og nye industrier er dukket op. Virksomhedens styremotorer og drivsystemprodukter er dybt forankret i medicinske instrumenter, servicerobotter, industriel automatisering, information og kommunikation, sikkerhed og andre nye industrier, som tegner sig for en relativt stor andel af den samlede forretning og vokser hurtigt. Efterspørgslen efter steppermotorer er relateret til økonomi, teknologi, niveauet af industriel automatisering og niveauet af teknisk udvikling af selve steppermotorer. Markedet har nået mætning i traditionelle industrier såsom kontorautomatisering, digitale kameraer og husholdningsapparater, mens nye industrier fortsætter med at dukke op, såsom 3D-printning, solenergiproduktion, medicinsk udstyr og bilindustrien.

Felter	Specifikke anvendelser
Kontorautomatisering	Printere, scannere, kopimaskiner, MFP'er osv.
Scenebelysning	Lysretningskontrol, fokus, farveskift, punktkontrol, lyseffekter osv.
Bankvirksomhed	Hæveautomater, seddeltryk, bankkortproduktion, pengetællemaskiner osv.
Medicinsk	CT-scanner, hæmatologianalysator, biokemisk analysator osv.
Industriel	Tekstilmaskiner, pakkemaskiner, robotter, transportbånd, samlebånd, placeringsmaskiner osv.
Meddelelse	Signalbehandling, placering af mobilantenner osv.
Sikkerhed	Bevægelsesstyring til overvågningskameraer.
Bilindustrien	Olie/gas-ventilstyring, let styresystem.

 

Fremvoksende industri 1: 3D-printning fortsætter med at gøre gennembrud inden for forskning og udviklingsteknologi og udvider anvendelsesmulighederne i downstream-sektoren, med en vækstrate på ca. 30 % på både indenlandske og internationale markeder. 3D-printning er baseret på digitale modeller, hvor materialer stables lag for lag for at skabe fysiske objekter. Motoren er en vigtig strømforsyningskomponent i 3D-printeren, og motorens nøjagtighed påvirker effekten af ​​3D-printning, generelt ved hjælp af steppermotorer. I 2019 nåede den globale 3D-printindustri en omsætning på 12 milliarder dollars, en stigning på 30 % i forhold til året før.

 

Fremvoksende industri 2: Mobile robotter er computerstyrede med funktioner som bevægelse, automatisk navigation, multisensorstyring, netværksinteraktion osv. Den vigtigste anvendelse i praktisk produktion er håndtering med en høj grad af ikke-standardisering.

Steppermotorer anvendes i drivmodulet i mobile robotter, og hoveddrivstrukturen er samlet af drivmotorer og reduktionsgear (gearkasser). Selvom den indenlandske industrirobotindustri startede sent i forhold til udlandet, er den foran udlandet inden for mobile robotter. I øjeblikket er kernekomponenterne i mobile robotter hovedsageligt produceret i landet, og indenlandske virksomheder har stort set opfyldt nøjagtighedskravene i alle aspekter, og der er færre udenlandske konkurrerende virksomheder.

 

Kinas marked for mobile robotter vil være på cirka 6,2 milliarder dollars i 2019, en stigning på 45 % i forhold til året før. International lancering af professionelle rengøringsrobotter med betydelig stigning i rengøringseffektiviteten. Lanceringen af ​​den "anden robot" i 2018 følger lanceringen af ​​den humanoide robot. Den "anden robot" er en intelligent kommerciel støvsugerrobot med flere sensorer til at registrere forhindringer, trapper og menneskelig bevægelse. Den kan køre i tre timer på en enkelt opladning og kan rengøre op til 1.500 kvadratmeter. Den "anden robot" kan erstatte det meste af rengøringspersonalets daglige arbejdsbyrde og kan øge hyppigheden af ​​støvsugning og rengøring ud over det eksisterende rengøringsarbejde.

 

Fremvoksende industri 3: Med introduktionen af ​​5G stiger antallet af antenner til kommunikationsbasestationer, og antallet af nødvendige motorer stiger også. Generelt kræves der 3 antenner til almindelige kommunikationsbasestationer, 4-6 antenner til 4G-basestationer, og antallet af basestationer og antenner til 5G-applikationer stiger yderligere, da de skal dække traditionelle mobiltelefonkommunikations- og IoT-kommunikationsapplikationer. Styringsmotorprodukter med gearkassekomponenter er ved at blive en mainstream specialudvikling til basestationsantenneanlæg. Én styremotor med gearkasse bruges til hver ESC-antenne.

 

 

Antallet af 4G-basestationer steg med 1,72 millioner i 2019, og 5G-byggeriet forventes at indlede en ny cyklus. I 2019 nåede antallet af mobiltelefonbasestationer i Kina 8,41 millioner, hvoraf 5,44 millioner var 4G-basestationer, hvilket tegner sig for 65 %. I 2019 steg antallet af nye 4G-basestationer med 1,72 millioner, det største antal siden 2015, primært på grund af 1) netværksudvidelse for at dække blinde vinkler i landdistrikter. 2) Kernenetværkets kapacitet vil blive opgraderet for at lægge grundlaget for 5G-netværksbyggeriet. Kinas kommercielle 5G-licens vil blive udstedt i juni 2019, og i maj 2020 vil mere end 250.000 5G-basestationer være åbnet landsdækkende.

 

Fremvoksende industri 5: Medicinsk udstyr er et af de vigtigste anvendelsesscenarier for steppermotorer og et af de segmenter, som Vic-Tech er dybt involveret i. Fra metal til plast kræver medicinsk udstyr et højt niveau af præcision i deres produktion. Mange producenter af medicinsk udstyr bruger servomotorer for at opfylde nøjagtighedskravene, men fordi steppermotorer er mere økonomiske og mindre end servoer, og nøjagtigheden kan opfylde visse medicinske apparater, anvendes steppermotorer i medicinsk udstyrsindustrien og erstatter endda nogle servomotorer.