۳٫۱ سرعت و گشتاور
هنگام مقایسه موتورهای پله ای و سروو، توجه به قابلیت های سرعت و گشتاور آنها ضروری است. زیرا این عوامل به طور مستقیم بر عملکرد آنها در کاربردهای مختلف تأثیر می گذارد.موتورهای پله ای خروجی گشتاور نسبتاً ثابتی را در سرعت های پایین تا متوسط نشان می دهند که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به موقعیت دقیق و عملکرد با سرعت پایین دارند مناسب می کند. این موتورها قادر به نگه داشتن گشتاور در سرعت صفر هستند. با این حال، با افزایش سرعت یک موتور پله‌ای، گشتاور خروجی آن کاهش می‌یابد و کارایی آن را در کاربردهای با سرعت بالا محدود می‌کند.
منحنی گشتاور یک موتور پله‌ای معمولاً با حداکثر گشتاور در سرعت‌های پایین مشخص می‌شود و به دنبال آن با افزایش سرعت، یک کاهش پیوسته مشاهده می‌شود. یک موتور پله ای معمولی می تواند با سرعت های ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ RPM (دور در دقیقه) با مقادیر گشتاور از چند اونس اینچ تا چند صد اونس اینچ بسته به اندازه و طراحی موتور کار کند.
سروو موتورها در مقایسه با موتورهای پله ای قادر به ارائه سرعت و گشتاور خروجی بالاتری هستند. موتورهای سروو کنترل یک منحنی گشتاور نسبتاً مسطح را در طیف وسیعی از سرعت ها حفظ می کنند و به آنها اجازه می دهد عملکرد ثابتی را در سرعت های پایین و بالا ارائه دهند. حداکثر سرعت یک سروو موتور بسته به طراحی آن متفاوت است، برخی از مدل ها قادر به رسیدن به سرعت تا ۵۰۰۰ RPM یا بالاتر هستند. مقادیر گشتاور برای موتورهای سروو بسته به اندازه و نوع موتور می تواند از چند اونس اینچ تا هزاران اونس اینچ متغیر باشد.
سروو موتورها علاوه بر سرعت و گشتاور بالاتر، مزیت کنترل گشتاور پیوسته را نیز دارند. آنها را قادر می سازد تا گشتاور خروجی خود را به صورت دینامیکی بر اساس نیازهای بار برنامه تنظیم کنند. این ویژگی به سروو موتورها اجازه می دهد تا کارایی و دقت بیشتری نسبت به موتورهای پله ای داشته باشند، به ویژه در کاربردهایی که شامل تغییرات سریع در بار یا سرعت است.
۳٫۲ دقت و وضوح
دقت و وضوح فاکتورهای مهمی هستند که باید هنگام مقایسه موتورهای پله ای و سروو در نظر گرفته شوند، زیرا آنها مستقیماً بر توانایی موتور برای انجام حرکات دقیق و وظایف موقعیت یابی تأثیر می گذارند.موتورهای پله ای به دلیل زوایای گام ثابت و سیستم های کنترل حلقه باز، ذاتا دقت و وضوح بالایی را ارائه می دهند. زاویه گام، که وضوح موتور را تعیین می کند، چرخش زاویه ای است که موتور برای هر پالس الکتریکی دریافت می کند. زوایای گام معمولی برای موتورهای پله ای از ۰٫۹ تا ۱٫۸ درجه در هر پله متغیر است که به ۲۰۰ تا ۴۰۰ پله در هر دور تبدیل می شود.
این بدان معنی است که یک موتور پله ای با زاویه گام ۱٫۸ درجه می تواند به وضوح ۲۰۰ پله در هر دور دست یابد و امکان موقعیت یابی دقیق را بدون نیاز به مکانیزم بازخورد جداگانه فراهم می کند. با این حال، توجه به این نکته ضروری است که دقت واقعی یک استپر موتور به عواملی مانند تلرانس های مکانیکی و الکتریکی و همچنین کیفیت اجزای موتور و سیستم محرک بستگی دارد.
سروو موتورها برای دستیابی به موقعیت یابی دقیق و کنترل حرکت به سیستم های کنترل حلقه بسته و مکانیسم های بازخورد متکی هستند. دقت یک سروو موتور با وضوح دستگاه بازخورد آن تعیین می شود که می تواند رمزگذار یا تفکیک کننده باشد. رمزگذارهای با وضوح بالا می‌توانند هزاران یا حتی میلیون‌ها عدد در هر دور را ارائه دهند و به سروو موتورها امکان می‌دهند موقعیت‌یابی و کنترل حرکت بسیار دقیق را به دست آورند. به عنوان مثال، یک موتور سروو با یک رمزگذار ۱۰۰۰۰۰۰ شمارشی می تواند به رزولوشن ۰٫۰۰۱۸ درجه در هر تعداد دست یابد که به طور قابل توجهی بالاتر از یک موتور پله ای معمولی است.
از نظر دقت، سروو موتورها به دلیل سیستم های کنترل حلقه بسته و دستگاه های بازخورد با وضوح بالا، عموماً از موتورهای پله ای بهتر عمل می کنند. این ویژگی‌ها به سروو موتورها اجازه می‌دهد تا به طور مداوم موقعیت خود را کنترل و تصحیح کنند و اطمینان حاصل کنند که موتور حتی در شرایط بار و سرعت متغیر دقیق و پایدار باقی می‌ماند. علاوه بر این، سروو موتورها کمتر در معرض مسائلی مانند از دست رفتن مراحل و توقف هستند، که می تواند بر دقت موتورهای پله ای در کاربردهای خاص تأثیر منفی بگذارد.
۳٫۳ مکانیسم های کنترل و بازخورد
مکانیسم های کنترل و بازخورد نقش مهمی در عملکرد موتورهای پله ای و سروو دارند، زیرا تعیین می کنند که موتور چگونه به سیگنال های ورودی پاسخ می دهد و موقعیت و دقت حرکت خود را حفظ می کند. درک تفاوت بین این مکانیسم ها می تواند به کاربران کمک کند موتور مناسب را برای کاربردهای خاص خود انتخاب کنند.موتورهای پله ای با استفاده از یک سیستم کنترل حلقه باز کار می کنند، به این معنی که برای کنترل موقعیت یا سیستم حرکتی خود نیازی به بازخورد ندارند. موقعیت موتور تنها با تعداد پالس های ورودی که دریافت می کند و زاویه گام ثابت آن تعیین می شود. در حالی که این سیستم کنترل حلقه باز طراحی موتور را ساده می کند و هزینه آن را کاهش می دهد، محدودیت هایی نیز دارد. به عنوان مثال، اگر یک موتور پله‌ای در اثر نیروهای خارجی، هماهنگ‌سازی را از دست بدهد یا مراحل را از دست بدهد، نمی‌تواند خطا را شناسایی یا تصحیح کند و به طور بالقوه منجر به کاهش دقت می‌شود.
cy و عملکرد
در مقابل، سروو موتورها از یک سیستم کنترل حلقه بسته استفاده می کنند که به بازخورد یک دستگاه خارجی مانند رمزگذار یا حل کننده برای نظارت و کنترل موقعیت و حرکت موتور متکی است. دستگاه بازخورد به طور مداوم موقعیت واقعی موتور را اندازه گیری می کند و آن را با موقعیت مورد نظر مقایسه می کند و به سیستم کنترل اجازه می دهد تا در صورت نیاز تنظیمات را انجام دهد. این سیستم کنترل حلقه بسته سروو موتورها را قادر می سازد تا به صورت دینامیکی به تغییرات بار، سرعت و سایر عوامل خارجی پاسخ دهند و عملکرد دقیق و پایدار را در شرایط مختلف تضمین کنند.
استفاده از مکانیسم های بازخورد در سروو موتورها همچنین امکان استراتژی های کنترل پیچیده تری مانند کنترل سرعت و گشتاور را فراهم می کند. این استراتژی ها کاربران را قادر می سازد تا عملکرد موتور را برای کاربردهای خاص بهینه کنند و کارایی و دقت را بهبود بخشند. به عنوان مثال، کنترل گشتاور را می توان برای حفظ نیروی ثابت در طول عملیاتی مانند برش یا فشار دادن استفاده کرد، در حالی که کنترل سرعت می تواند برای دستیابی به حرکت صاف و دقیق در کاربردهایی مانند روباتیک یا سیستم های نقاله استفاده شود.
به طور خلاصه، مکانیسم های کنترل و بازخورد به کار گرفته شده توسط موتورهای پله ای و سروو به طور قابل توجهی بر عملکرد و مناسب بودن آنها برای کاربردهای مختلف تأثیر می گذارد. موتورهای پله ای، با سیستم کنترل حلقه باز خود، برای کاربردهایی که به راه حل های موقعیت یابی ساده و مقرون به صرفه نیاز دارند، بهترین مناسب هستند. از طرف دیگر، سروو موتورها به دلیل سیستم کنترل حلقه بسته و مکانیسم‌های بازخورد، دقت، پایداری و انعطاف‌پذیری بیشتری را ارائه می‌دهند که آنها را برای کاربردهای پرمشقت و پویا ایده‌آل می‌سازد.
سروو موتور از چندین جزء ضروری تشکیل شده است که برای دستیابی به کنترل حرکت دقیق با هم کار می کنند. این قطعات شامل موتور، واحد کنترل و مکانیسم بازخورد می باشد.
این موتور که می تواند یک موتور AC یا DC باشد، وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی را بر عهده دارد. سروو موتورهای AC معمولا توان خروجی، سرعت و راندمان بالاتری را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند. سروو موتورهای DC به دلیل نیاز به توان کمتر و سهولت کنترل معمولاً در دستگاه های کوچکتر استفاده می شوند.
واحد کنترل که به عنوان درایو سروو یا تقویت کننده سرو نیز شناخته می شود، وظیفه پردازش سیگنال های ورودی از کنترلر مانند دستورات موقعیت، سرعت یا گشتاور و تولید سیگنال های خروجی مناسب برای به حرکت درآوردن موتور را بر عهده دارد. واحد کنترل از مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای تنظیم ولتاژ و جریان موتور استفاده می کند که امکان کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتور را فراهم می کند. همچنین شامل ویژگی‌های ایمنی مانند حفاظت از دمای بیش از حد، ولتاژ و جریان بیش از حد است تا اطمینان حاصل شود که موتور در محدوده‌های مشخص شده خود کار می‌کند.
مکانیسم بازخورد یک جزء حیاتی از یک سیستم موتور سروو است که اطلاعات لحظه ای در مورد موقعیت، سرعت و گشتاور موتور ارائه می دهد. این اطلاعات به واحد کنترل ارسال می شود، که عملکرد واقعی موتور را با عملکرد مورد نظر مقایسه می کند و بر اساس آن تنظیمات را برای به حداقل رساندن هرگونه خطا انجام می دهد. دستگاه های رایج بازخورد مورد استفاده در سروو موتورها شامل رمزگذارها و حل کننده ها هستند.
رمزگذارها، که می توانند افزایشی یا مطلق باشند، سیگنال های دیجیتالی متناسب با موقعیت و سرعت موتور تولید می کنند. حل‌کننده‌ها سیگنال‌های آنالوگ را بر اساس موقعیت موتور تولید می‌کنند و به دلیل استحکام و مقاومت در برابر عوامل محیطی شناخته می‌شوند و آنها را برای محیط‌های سخت صنعتی مناسب می‌سازد.
