Επιλογή ο σωστός κινητήρας για διαφορετικές εφαρμογές εξαρτάται από ορισμένα κριτήρια σχεδιασμού, όπως απαιτήσεις ακρίβειας θέσης, κόστος, διαθεσιμότητα ισχύος κίνησης, ροπή και απαιτήσεις επιτάχυνσης. Συνολικά, οι κινητήρες όπως οι κινητήρες DC, servo και stepper είναι οι καλύτεροι για διαφορετικές εφαρμογές. Όμως, ο βηματικός κινητήρας είναι κατάλληλος για υψηλή ροπή συγκράτησης και εφαρμογές χαμηλότερης επιτάχυνσης. Πολλοί έχουν την παρανόηση ότι υπάρχει μια τεράστια διαφορά μεταξύ του κινητήρα DC, του σερβοκινητήρα και του κινητήρα stepper. Για να γνωρίζετε τις διαφορές μεταξύ αυτών των τριών κινητήρων, αυτό το άρθρο δίνει μια σύντομη διαφορά μεταξύ αυτών των τριών κινητήρων.
Διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα DC, ενός Servo Motor και ενός Stepper Motor
Η επιλογή μεταξύ ενός κινητήρα DC, ενός Servo Motor και ενός Stepper Motor μπορεί να είναι αρκετά αποστολή, συμπεριλαμβανομένης της εξισορρόπησης πολλών παραγόντων σχεδίασης, όπως κόστος, ταχύτητα, ροπή, επιτάχυνση και επίσης κυκλώματα κίνησης, όλα παίζουν ουσιαστικό ρόλο στην επιλογή του καλύτερου ηλεκτρικός κινητήρας για την εφαρμογή σας.
DC Motors
Το DC Motor είναι ένας κινητήρας συνεχούς περιστροφής δύο καλωδίων και τα δύο καλώδια είναι ισχύ και γείωση. Όταν εφαρμοστεί η τροφοδοσία, ένας κινητήρας DC θα αρχίσει να περιστρέφεται έως ότου αποσυνδεθεί αυτή η τροφοδοσία. Οι περισσότεροι από τους κινητήρες DC λειτουργούν σε υψηλές στροφές ανά λεπτό (RPM), παραδείγματα είναι οι ανεμιστήρες να χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές για ψύξη ή τροχούς αυτοκινήτων που ελέγχονται από ραδιόφωνο.
DC κινητήρα
Η ταχύτητα του κινητήρα DC μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας την τεχνική PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού), μια τεχνική γρήγορης παλμού της ισχύος ON & OFF. Το ποσοστό του χρόνου που καταναλώνεται κατά την αναλογία ON / OFF καθορίζει την ταχύτητα του κινητήρα. Για παράδειγμα εάν η ισχύς κινείται στο 50%, τότε ο κινητήρας DC θα περιστραφεί στη μισή ταχύτητα του 100%. Κάθε παλμός είναι τόσο γρήγορος που ο κινητήρας φαίνεται να περιστρέφεται ασταμάτητα χωρίς να παρασύρεται! Ανατρέξτε στον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα DC Motor Working, Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα
Servo Motors
Γενικά, ο σερβοκινητήρας είναι ένας συνδυασμός τεσσάρων πραγμάτων, δηλαδή ενός κινητήρα DC, ενός κυκλώματος ελέγχου, ενός κιβωτίου ταχυτήτων, και επίσης ένα ποτενσιόμετρο συνήθως ένας αισθητήρας θέσης.
Η θέση του σερβοκινητήρα μπορεί να ελεγχθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια από εκείνη των τυπικών κινητήρων DC, και γενικά, έχουν τρία καλώδια όπως ισχύ, GND και χειριστήριο. Η ισχύς σε αυτούς τους κινητήρες συνεχώς εφαρμόζεται, με το κύκλωμα ελέγχου του σερβοκινητήρα να αλλάζει την κλήρωση για την κίνηση του σερβοκινητήρα. Αυτοί οι κινητήρες έχουν σχεδιαστεί για πιο ακριβείς εργασίες, όπου η θέση του κινητήρα πρέπει να είναι σαφής, όπως η μετακίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα ή ο έλεγχος του πηδαλίου σε ένα πόδι βάρκας ή ρομπότ εντός συγκεκριμένης εμβέλειας.
Βοηθητικό μοτέρ
Αυτοί οι κινητήρες δεν εναλλάσσονται εύκολα όπως ένας τυπικός κινητήρας DC. Στη θέση του, η γωνία περιστροφής είναι μερική έως το 1800. Οι σερβοκινητήρες λαμβάνουν ένα σήμα ελέγχου που υποδηλώνει μια θέση o / p και εφαρμόζει ισχύ στον κινητήρα DC έως ότου ο άξονας φτάσει στην ακριβή θέση, αποφασισμένος από τον αισθητήρα θέσης.
Το PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού) χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του σήματος ενός σερβο κινητήρα. Όμως, σε αντίθεση με τους κινητήρες DC, είναι η περίοδος του θετικού παλμού που ελέγχει τη θέση, κάπως από την ταχύτητα, του σερβο άξονα. Η τιμή του ουδέτερου παλμού εξαρτάται από το ότι το σερβο κρατά τον άξονα του σερβοκινητήρα στη μεσαία θέση. Η αύξηση της τιμής του παλμού θα κάνει τον σερβοκινητήρα να περιστραφεί δεξιόστροφα και ένας μικρότερος παλμός θα αλλάξει τον άξονα αριστερόστροφα.
Ο παλμός σερβο ελέγχου είναι συνήθως επαναλαμβανόμενος κάθε 20 ms, λέγοντας ουσιαστικά στον σερβο κινητήρα πού να πάει, ακόμα κι αν αυτό σημαίνει ότι παραμένει στην ίδια θέση. Όταν ένας σερβο έχει εντολή να μετακινηθεί, θα μετακινηθεί στη θέση και θα κρατήσει αυτήν τη θέση, ακόμη και αν η εξωτερική δύναμη πιέζει εναντίον της. Ο σερβοκινητήρας θα αγωνιστεί από το να απομακρυνθεί από αυτήν τη θέση, με τη μέγιστη δύναμη αντίστασης που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο σερβο κινητήρας είναι η βαθμολογία ροπής αυτού του σερβο. Ανατρέξτε στον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα Servo Motor Working, Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα
Stepper Motors
Ένας κινητήρας stepper είναι ουσιαστικά ένας σερβο κινητήρας που χρησιμοποιεί μια διαφορετική μέθοδο μηχανοκίνησης. Όπου ένας κινητήρας περιλαμβάνει έναν κινητήρα συνεχούς περιστροφής DC και ένα συνδυασμένο κύκλωμα ελεγκτή, οι βηματικοί κινητήρες χρησιμοποιούν πολλαπλούς εγκοπές ηλεκτρομαγνήτες τοποθετημένους γύρω από έναν κεντρικό εξοπλισμό για να περιγράψουν τη θέση.
Ο κινητήρας Stepper χρειάζεται ένα εξωτερικό κύκλωμα ελέγχου για να ενεργοποιεί ξεχωριστά κάθε ηλεκτρομαγνήτη και να ενεργοποιεί τον άξονα του κινητήρα. Όταν ο ηλεκτρομαγνήτης κινείται με κινητήρα, προσελκύει τα δόντια του εξοπλισμού και τα υποστηρίζει, αντισταθμισμένο κάπως από τον επόμενο ηλεκτρομαγνήτη «Β». Όταν το 'A' είναι απενεργοποιημένο και το 'B' ενεργοποιείται, η συσκευή περιστρέφεται ελαφρώς για να ευθυγραμμιστεί με το 'B', και παντού ο κύκλος, με κάθε ηλεκτρομαγνήτη γύρω από τη συσκευή να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται με τη σειρά του για να κάνει μια περιστροφή. Κάθε περιστροφή από τον έναν ηλεκτρομαγνήτη στον επόμενο ονομάζεται «βήμα» και επομένως ο κινητήρας μπορεί να ενεργοποιηθεί με ακριβείς προκαθορισμένες γωνίες βημάτων μέσω πλήρους περιστροφής 3600.
Κινητήρας Stepper
Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε δύο ποικιλίες, δηλαδή μονοπολική / διπολική. Οι διπολικοί κινητήρες είναι ο πιο συμπαγής τύπος κινητήρα και γενικά έχουν 4 ή 8 καλώδια. Έχουν δύο συστοιχίες ηλεκτρομαγνητικών πηνίων στο εσωτερικό, και το βήμα επιτυγχάνεται αλλάζοντας την τρέχουσα κατεύθυνση στα πηνία. Οι μονοπολικοί κινητήρες είναι αναγνωρίσιμοι με 5 καλώδια, 6 καλώδια ή ακόμη και 8 καλώδια, έχουν επίσης 2 πηνία, αλλά ο καθένας έχει κεντρική βρύση. Αυτοί οι κινητήρες μπορούν να κινηθούν χωρίς να έχουν αντίθετη κατεύθυνση ρεύματος στα πηνία, καθιστώντας τα ηλεκτρονικά απλούστερα. Αλλά, επειδή αυτή η βρύση χρησιμοποιείται για να ενισχύσει μόνο το ήμισυ κάθε πηνίου κάθε φορά που συνήθως έχουν λιγότερη ροπή από τη διπολική.
Ο σχεδιασμός του κινητήρα stepper μπορεί να δώσει μια σταθερή ροπή συγκράτησης χωρίς την ανάγκη του ενεργοποιημένου κινητήρα, υπό την προϋπόθεση ότι ο κινητήρας χρησιμοποιείται εντός των ορίων του, δεν προκύπτουν σφάλματα τοποθέτησης, καθώς αυτοί οι κινητήρες έχουν σωματικά προκαθορισμένες καταστάσεις. Ανατρέξτε στον σύνδεσμο μάθετε περισσότερα για Stepper Motor Working, Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των DC, Servo και Stepper Motor
Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του κινητήρα DC, του σερβοκινητήρα και του κινητήρα stepper περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι κινητήρες DC είναι κινητήρες γρήγορης και συνεχούς περιστροφής που χρησιμοποιούνται κυρίως για οτιδήποτε χρειάζεται να περιστρέφεται με υψηλή περιστροφή ανά λεπτό (RPM). Για παράδειγμα τροχοί αυτοκινήτου, ανεμιστήρες κ.λπ.
- Οι σερβοκινητήρες έχουν υψηλή ροπή, γρήγορη, ακριβή περιστροφή σε περιορισμένη γωνία. Γενικά, μια εναλλακτική λύση υψηλής απόδοσης για κινητήρες stepper, αλλά πιο περίπλοκη ρύθμιση με ρύθμιση PWM. Κατάλληλο για ρομποτικούς βραχίονες / πόδια ή έλεγχο πηδαλίου κ.λπ.
- Οι κινητήρες Stepper είναι αργοί, εύκολοι στη ρύθμιση, ακριβής περιστροφή και έλεγχος - Πλεονέκτημα έναντι άλλων κινητήρων, όπως σερβοκινητήρες στον έλεγχο μιας θέσης. Όπου αυτοί οι κινητήρες απαιτούν έναν μηχανισμό ανατροφοδότησης και ένα κύκλωμα υποστήριξης για τον εντοπισμό κίνησης, αυτός ο κινητήρας έχει τον έλεγχο θέσης μέσω της φύσης περιστροφής του με κλασματικές προσθήκες. Κατάλληλο για εκτυπωτές 3D και σχετικές συσκευές όπου η θέση είναι απαραίτητη.
Έτσι, αυτό αφορά την κύρια διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα DC, ενός Servo Motor και ενός Stepper Motor με πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, οποιεσδήποτε αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την ιδέα ή για την εφαρμογή οποιωνδήποτε ηλεκτρικών έργων χρησιμοποιώντας κινητήρες παρακαλώ δώστε τα πολύτιμα σχόλιά σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Ποια είναι η λειτουργία ενός κινητήρα;
