Quelle est la différence entre un servomoteur et un moteur pas à pas ?

Moteurs pas à pas et servomoteur Les s sont tous deux des actionneurs de contrôle de mouvement de précision courants, largement utilisés dans l'automatisation industrielle, la robotique et les machines CNC. Bien que les deux puissent réaliser un contrôle précis de la position et de la vitesse, leurs principes de fonctionnement, leurs caractéristiques de performance et leurs applications diffèrent considérablement.

Principes de fonctionnement

Moteur pas à pas

Un moteur pas à pas fonctionne sur un système de contrôle en boucle ouverte. Son rotor est constitué d'aimants permanents et les enroulements du stator sont conçus en plusieurs phases. En activant et désexcitant systématiquement ces enroulements, le moteur tourne par incréments fixes et discrets, appelés « angles de pas ». Chaque impulsion électrique fait avancer le moteur d’un pas. Par conséquent, pour faire tourner le moteur selon un angle spécifique, il vous suffit d’envoyer le nombre d’impulsions correspondant à son contrôleur.

Servomoteur

Un servomoteur , en revanche, utilise un système de contrôle en boucle fermée. Il se compose de trois parties principales : le moteur, un encodeur et un variateur. L'encodeur fournit un retour en temps réel sur la position et la vitesse du moteur. Le variateur compare ensuite ce retour avec la valeur cible définie et ajuste le courant et la tension du moteur pour garantir qu'il atteint avec précision la position et la vitesse souhaitées. Ce contrôle en boucle fermée permet au servomoteur pour corriger en permanence toute erreur de position, ce qui entraîne une plus grande précision et des performances dynamiques.

Caractéristiques de performances

Moteur pas à pas

• Précision : Un stepper motor's precision depends on its step angle, typically ranging from 0.9° to 1.8°. Micro-stepping technology can further improve resolution, but this may reduce accuracy and torque.

• Couple : Les moteurs pas à pas ont un couple élevé à basse vitesse, mais leur couple diminue rapidement à mesure que la vitesse augmente. Ils fournissent un couple de maintien élevé à l’arrêt, éliminant ainsi le besoin d’un frein externe.

• Vitesse : La vitesse maximale d'un moteur pas à pas est généralement faible, généralement de quelques centaines à mille tours par minute (RPM).

• Capacité de surcharge : Les moteurs pas à pas n'ont pas de protection contre les surcharges. Si la charge est trop élevée, ils peuvent « perdre des pas », ne parvenant pas à suivre les impulsions de commande. Cela conduit à des erreurs de position que le système ne peut pas corriger automatiquement.

Servomoteur

• Précision : Un servomoteur a une très haute précision, qui est principalement déterminée par la résolution du codeur. Il peut atteindre une précision de positionnement inférieure au micron et maintenir cette précision même à des vitesses élevées.

• Couple : Un servomoteur fournit un couple élevé et constant sur toute la plage de vitesse. Sa baisse de couple à haute vitesse est bien inférieure à celle d'un moteur pas à pas. Il possède également une forte capacité de surcharge et peut résister à des surcharges à court terme représentant plusieurs fois son couple nominal.

• Vitesse : La vitesse maximale d'un servomoteur est bien supérieure à celle d'un moteur pas à pas, atteignant plusieurs milliers voire dizaines de milliers de tr/min.

• Capacité de surcharge : Un servomoteur Le système a une forte capacité de surcharge et une réactivité dynamique. Lorsque la charge change soudainement, elle peut s'ajuster rapidement pour maintenir la position et la vitesse définies, évitant ainsi les pas perdus.

Unpplications

Moteur pas à pas

En raison de leur structure simple, de leur coût inférieur, de leur couple et de leur force de maintien élevés à basse vitesse, les moteurs pas à pas sont souvent utilisés dans des applications où la vitesse n'est pas critique, la charge est relativement constante et un retour d'information en temps réel n'est pas requis. Les exemples incluent :

• Imprimantes 3D

• Graveurs laser

• Machines CNC à petite échelle

• Distributeurs automatiques

• Machines textiles

Servomoteur

En raison de sa haute précision, de sa vitesse, de son couple et de sa forte réponse dynamique, le servomoteur est largement utilisé dans les applications avec des exigences de performances extrêmement élevées. Les exemples incluent :

• Bras de robots industriels

• Machines-outils CNC de haute précision

• Unutomated production lines

• Matériel d'impression et d'emballage

• Dispositifs médicaux

Résumé