Schrittmotor vs. Servomotor: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Kontrollmechanismus: Schrittmotoren werden durch das Senden digitaler Impulse gesteuert, wodurch sie sich pro Schritt um einen festen Winkel drehen. Im Gegensatz dazu verwenden Servomotoren ein Regelsystem mit Rückmeldung, um ihre Position basierend auf Soll- und Ist-Positionen kontinuierlich anzupassen.
2. Bewegungsgenauigkeit: Schrittmotoren bieten aufgrund ihrer festen Schrittwinkel eine präzise Positionierungsgenauigkeit in diskreten Schritten, während Servomotoren durch ihr Regelsystem eine höhere Gesamtgenauigkeit und Stabilität bieten.
3. Drehmoment und Geschwindigkeit: Schrittmotoren bieten ein hohes Haltedrehmoment, erzeugen jedoch bei höheren Drehzahlen möglicherweise kein hohes Drehmoment. Im Gegensatz dazu bieten Servomotoren auch bei hohen Geschwindigkeiten ein hohes Drehmoment und eignen sich daher für Anwendungen, die schnelle Richtungs- oder Geschwindigkeitsänderungen erfordern.

Was ist ein Schrittmotor?

Ein Schrittmotor ist ein Elektromotor. Seine Funktion besteht darin, elektrische Impulse in präzise mechanische Bewegung umzuwandeln. Es bewegt sich mit präzisen Schritten, was ihm seinen Namen „Stepper“ verdankt. Es verfügt über ein gutes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Es hat eine kompakte Größe und ist zudem budgetfreundlich.

Es bietet weniger Hochgeschwindigkeitsdrehmoment, und das kann ein Manko sein. Es arbeitet in einem offenen Regelkreis und hat einen begrenzten Arbeitszyklus. Sein Hauptvorteil liegt jedoch in seiner Fähigkeit, eine genaue Positionskontrolle ohne externe Rückmeldung beizubehalten.

Es besteht aus mehreren Spulen, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind. Diese Spulen werden mit elektrischen Impulsen angeregt, um Magnetfelder zu erzeugen. Die elektrischen Impulse werden in einer bestimmten Reihenfolge abgegeben, sodass sich der Motor in eine feste Richtung bewegt.

Allerdings kann es auch dann zu einem „fehlenden Schritt“ kommen, wenn die Last die ermittelte Leistungsfähigkeit überschreitet oder die Eingangsimpulse zu schnell sind. Diese Motoren werden in 3D-Druckern, Robotik, CNC-Maschinen und Automatisierungssystemen eingesetzt.

Was ist ein Servomotor?

Es ist genau das Gegenteil eines Schrittmotors. Während sich Schrittmotoren in bestimmten Schritten bewegen, können Servomotoren konstant rotieren und die Winkelposition präzise steuern.

Es besteht aus einem Rotor, Spulen und einem Steuersystem für ein Positionsrückmeldegerät. Es verfügt immer über einen Feedback-Mechanismus, der ziemlich kostspielig ist. Es ist vollgepackt mit mehreren Funktionen und verfügt über ein hohes Drehmoment.

Es weist jedoch auch einige Mängel auf, z. B. erfordert es eine Abstimmung und arbeitet nur mit Feedback, und es ist nicht budgetfreundlich, da die Kosten höher sind. Diese Motoren sind in verschiedenen Größen erhältlich und werden in CNC-Maschinen, Luft- und Raumfahrtsystemen und Robotik eingesetzt.

Als geschlossenes System können diese Motoren die genaue Position auch bei Störungen oder Überlastung beibehalten. Außerdem reagiert es schnell auf Änderungen im Steuersignal.

Unterschied zwischen Schrittmotor und Servomotor

1. Schrittmotoren werden im offenen Regelkreis geregelt, Servomotoren hingegen im geschlossenen Regelkreis.
2. Servomotoren sind schneller als Schrittmotoren. Servomotoren sind in der Lage, Geschwindigkeit und Geschwindigkeit zu beschleunigen und präzise, ​​aber auch schnelle Bewegungen zu ermöglichen.
3. Was die Kosten betrifft, sind Schrittmotoren günstiger als Servomotoren. Der Grund dafür ist, dass Schrittmotoren keinen Feedback-Mechanismus benötigen, Servomotoren jedoch ohne einen solchen nicht funktionieren können.
4. Bei Schrittmotoren ist die Steuerschaltung weniger komplex; Servomotoren sind jedoch komplexer.
5. Schrittmotoren liefern bei niedrigen Drehzahlen mehr Drehmoment, bei Servomotoren erhält man jedoch bei hohen Drehzahlen mehr Drehmoment.
6. Schrittmotoren bewegen sich in kleinen, genauen Schritten und sind daher präziser als Servomotoren.

Vergleich zwischen Schrittmotor und Servomotor

Parameter des Vergleichs	Schrittmotor	Servomotor
Steuerungsart	Es verfügt über eine offene Regelung.	Es verfügt über eine Regelung.
Bewegungsart	Es bewegt sich in diskreten Schritten.	Es wurde mit kontinuierlicher Rotation gearbeitet.
Geschwindigkeit,	Sein Geschwindigkeitsbereich ist begrenzt und kann nicht überschritten werden.	Es verfügt über eine große Auswahl an Geschwindigkeiten.
Art der Anwendung	Es ist für den Einsatz in statischen Anwendungen gedacht.	Es ist für den Einsatz in dynamischen Anwendungen vorgesehen.
Energie-Effizienz	Es ist weniger energieeffizient.	Es ist energieeffizienter.
Wartung	Es erfordert keinen großen Wartungsaufwand.	Für eine ordnungsgemäße Funktion müssen die Zahnräder regelmäßig gewartet werden.
Ausgabe	Es kostet weniger.	Im Vergleich ist es teurer.

Literaturhinweise

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474667015362133
2. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=0m8NTozFZL8C&oi=fnd&pg=PA1&dq=Difference+Between+Stepper+Motor+and+Servo+Motor&ots=MFfZQisIG4&sig=-Rhql1pXi9Bvs4y-BMUz9jLR7-U