ความแตกต่างระหว่าง เสต็ปมอเตอร์ และ เซอร์โวมอเตอร์

,

เสต็ปมอเตอร์ (Stepper Motor) และเซอร์โวมอเตอร์ (Servo Motor) ต่างมีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั้งในวงการอุตสาหกรรม  โดยมอเตอร์แต่ละชนิดมีข้อดีและข้อจำกัดแตกต่างกันไปตามการใช้งาน แต่มอเตอร์แบบไหนจะเหมาะกับงานแบบใด ติดตามได้ในบทความครับ

Stepper Motor

การทำงานของเสต็ปมอเตอร์เกิดจากการหมุนของ Rotor ที่เป็นแม่เหล็กถาวรที่เกิดจาก Stator ที่พันขดลวดเอาไว้ เมื่อจ่ายพลังงานจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กและทำปฏิกริยากับ Rotor จนเกิดการหมุน

ข้อดีสำหรับการใช้งานมีหลากหลาย ด้วยราคาที่ต่ำและความซับซ้อนน้อยทำให้ทำงานแบบ Open-Loop ได้ และหากมีขดจำนวนมากเท่าไหร่ยิ่งสามารถให้ Torque ได้สูงที่ความเร็วที่ 0 รอบต่อนาที มีอายุากรใช้งานที่ยาวนานทนทาน สามารถประยุกต์ใช้ได้หลากหลายรูปแบบ

ข้อจำกัด คือ เสต็ปมอเตอร์นั้นมีการจำกัดความเร็ว โดยเฉลี่ยสามารถหมุนได้ที่ความเร็ว 1,200 รอบต่อนาทีหรือน้อยกว่า การสร้าง Torque ที่ความเร็ว 0 ทำให้ Torque นั้นลดลงในขณะที่ความเร็วเพิ่มขึ้น เช่น มอเตอร์ที่สร้างแรงบิดได้ 100 ออนซ์นิ้ว ที่ความเร็ว 0 อาจใช้สร่างแรงบิด 10 ออนซ์นิ้วได้ที่ความเร็ว 1,000 รอบต่อนาทีได้ นอกจากนี้การหมุนด้วยความเร็วต่ำสามารถเป็นปัญหาได้ เนื่องจากไม่สามารถควบคุมการหมุนหรือการทำงานได้ทั้งหมด ทำให้ไม่สามาถรทำงานที่ต้องการความละอียดสูงมากได้

Servo Motor

https://www.youtube.com/watch?v=hYu9fGE4pCk

เซอร์โวมอเตอร์นั้นมีส่วนประกอบที่คล้ายคลึงกับเสต็ปมอเตอร์ ไม่ว่าจะเป็น Rotor หรือ Stator ด้วย แต่ในขณะเดียวกันเซอร์โวมอเตอร์นั้นมีความซับซ้อนมากกว่าเสต็ปมอเตอร์ สามารถทำความเร็วได้หลายพันรอบต่อนาที นอกจากนี้ยังส่งกำลังได้อย่างเสถียรไม่ว่าจะใช้ความเร็วเท่าใดก็ตาม แตกต่างจากมอเตอร์เสต็ปที่มีการผันผวน

ด้วยการทำงานแบบ Closed-Loop ทำให้สามารถควบคุมหรือจัดการการทำงานให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการได้ ทำให้เซอร์โวมอเตอร์เป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเร็วและความแม่นยำสูง

อย่างไรก็ตามเซอร์โวมอเตอร์นั้นผลิตขึ้นมาโดยมีส่วนประกอบของแม่เหล็กกลุ่ม Rare-Earth ซึ่งมีราคาต้นทุนที่สูงกว่า

ใช้มอเตอร์ให้ถูกงาน

แม้มอเตอร์เซอร์โวจะมีความโดดเด่นจากมอเตอร์เสตป แต่สำหรับการทำงานต่อเนื่องเสต็ปมอเตอร์นั้นมีความได้เปรียบมากกว่า บางครั้งความเชื่อที่ผิดเกี่ยวกับเสต็ปมอเตอร์เกี่ยวกับการสูญเสียการเคลื่อนไหวหรือทำงานช้าลงว่าสามารถเกิดขึ้นได้อย่างชัดเจนซึ่งแท้จริงแล้วเกิดขึ้นน้อยมาก

เสต็ปมอเตอร์นั้นสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องการ Feedback เนื่องจากใช้แม่เหล็กที่ไม่แพง มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและไม่ค่อยพบปัญหาการทำงานคู่กับกล่องเกียร์ เหมาะสำหรับงานที่ไม่ต้องใช้ความเร็วสูง ความคล่องตัวและความแม่นยำไม่จำเป็นมาก นอกจากนี้ยังมีราคาที่ถูกและขนาดที่เล็กกว่า ตัวอย่างกลุ่มงานที่เหมาะสม เช่น อุปกรณ์การแพทย์ เทคโนโลยีชีวภาพ การป้องกันและความปลอดภัย รวมถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

เซอร์โวมอเตอร์นั้นเป็นทางเลทอกของการทำงานที่มีความเร็ว ความคล่องตัว และความแม่นยำสูง ซึ่งเป็นสิ่งที่ต้องแลกมาด้วยราคาและความซับซ้อน มักใช้ในงานบรรจุภัณฑ์ งานที่ต้องการความละเอียดอ่อน หรือมีเงื่อนไขตรงกับความต้องการใช้งาน

การเลือกมอเตอร์ในการทำงานนั้นต้องพิจารณาถึงความต้องการ Torque ความเร็ว ความคล่องตัวในการใช้งาน น้ำหนักที่ต้องแบกรับ ต้นทุน และข้อจำกัดเรื่องขนาดของมอเตอร์ จึงไม่น่าแปลกใจเลยหากจะพบเห็นงานแสดงสินค้าเทคโนโลยีอุตสาหกรรมมักจะได้ยินศักยภาพมอเตอร์เซอร์โวอยู่บ่อยครั้ง ในขณะที่เสต็ปมอเตอร์นั้นแม้ไม่ถูกกล่าวถึงแต่กลับมีการใช้งานอย่างแพร่หลายโดยทั่วไป

อ้างอิง:

• Machinedesign.com
• http://narong.ece.engr.tu.ac.th/ei444/document/15-stepper_motor.pdf