ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โวและสถานการณ์การใช้งาน

มอเตอร์สเต็ปเปอร์เป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่แบบแยกส่วนที่มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนต่ำกว่ามอเตอร์เซอร์โว เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานกลและพลังงานไฟฟ้า มอเตอร์ที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าเรียกว่า "เครื่องกำเนิดไฟฟ้า" ส่วนมอเตอร์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลเรียกว่า "มอเตอร์" มอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โวเป็นผลิตภัณฑ์ควบคุมการเคลื่อนที่ที่สามารถระบุตำแหน่งการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์อัตโนมัติและวิธีการเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำ และส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์อัตโนมัติ

มอเตอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์มีโรเตอร์สามประเภท ได้แก่ แบบรีแอคทีฟ (ชนิด VR) แบบแม่เหล็กถาวร (ชนิด PM) และแบบไฮบริด (ชนิด HB) 1) แบบรีแอคทีฟ (ชนิด VR): เฟืองที่มีฟันโรเตอร์ 2) แบบแม่เหล็กถาวร (ชนิด PM): โรเตอร์ที่มีแม่เหล็กถาวร 3) แบบไฮบริด (ชนิด HB): เฟืองที่มีทั้งแม่เหล็กถาวรและฟันโรเตอร์ มอเตอร์สเต็ปเปอร์แบ่งตามขดลวดบนสเตเตอร์ ได้แก่ แบบอนุกรมสองเฟส สามเฟส และห้าเฟส มอเตอร์ที่มีสเตเตอร์สองตัวจะกลายเป็นมอเตอร์สองเฟส และมอเตอร์ที่มีสเตเตอร์ห้าตัวเรียกว่ามอเตอร์ห้าเฟส ยิ่งมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีเฟสและจังหวะมากเท่าใด ความแม่นยำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

 

มอเตอร์ HB สามารถบรรลุการเคลื่อนไหวขั้นเล็กที่แม่นยำมากในขณะที่มอเตอร์ PM โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำในการควบคุมสูงมอเตอร์เอชบีสามารถบรรลุข้อกำหนดการควบคุมการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ซับซ้อนและแม่นยำ มอเตอร์ PM มีแรงบิดและปริมาตรค่อนข้างเล็ก โดยทั่วไปไม่ต้องการความแม่นยำในการควบคุมสูง และประหยัดต้นทุนมากกว่า อุตสาหกรรม: เครื่องจักรสิ่งทอ บรรจุภัณฑ์อาหาร ในแง่ของกระบวนการผลิตและความแม่นยำในการควบคุมมอเตอร์มอเตอร์สเต็ปเปอร์ HBเป็นรุ่นไฮเอนด์กว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์ PM

 

มอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โวเป็นผลิตภัณฑ์ควบคุมการเคลื่อนที่ แต่มีประสิทธิภาพแตกต่างกัน มอเตอร์สเต็ปเปอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมการเคลื่อนที่แบบแยกส่วนที่รับคำสั่งและดำเนินการตามขั้นตอน มอเตอร์สเต็ปเปอร์แปลงสัญญาณพัลส์อินพุตเป็นการเคลื่อนที่เชิงมุม เมื่อไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ปเปอร์ได้รับสัญญาณพัลส์ มันจะขับเคลื่อนมอเตอร์สเต็ปเปอร์ให้หมุนด้วยมุมคงที่ในทิศทางที่กำหนด มอเตอร์เซอร์โวเป็นระบบเซอร์โวที่สัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นแรงบิดและความเร็วเพื่อขับเคลื่อนวัตถุควบคุม ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วและความแม่นยำของตำแหน่งได้

 

✓ มอเตอร์สเต็ปเปอร์ มอเตอร์เซอร์โว มีความแตกต่างอย่างมากในแง่ของลักษณะความถี่ต่ำ ลักษณะความถี่โมเมนต์ และความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน:

ความแม่นยำในการควบคุม: ยิ่งมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีเฟสและแถวมาก ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้น ความแม่นยำในการควบคุมมอเตอร์เซอร์โว AC ได้รับการรับประกันโดยตัวเข้ารหัสหมุนที่ปลายด้านหลังของเพลามอเตอร์ ยิ่งมีสเกลตัวเข้ารหัสมาก ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้น

✓ คุณสมบัติความถี่ต่ำ: มอเตอร์สเต็ปเปอร์มีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำที่ความเร็วต่ำ ปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำนี้ซึ่งกำหนดโดยหลักการทำงานของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เป็นอันตรายต่อการทำงานปกติของเครื่องจักร โดยทั่วไปแล้วจะใช้อุปกรณ์ลดแรงสั่นสะเทือนเพื่อแก้ไขปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ ระบบเซอร์โว AC มีฟังก์ชันลดแรงสั่นสะเทือน ซึ่งช่วยชดเชยการขาดความแข็งแกร่งของเครื่องจักร การทำงานราบรื่นมาก และไม่มีการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นแม้ที่ความเร็วต่ำ

✓ ลักษณะความถี่และแรงบิด: แรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์สเต็ปเปอร์จะลดลงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ดังนั้นความเร็วในการทำงานสูงสุดจึงอยู่ที่ 300-600RPM มอเตอร์เซอร์โวสามารถเอาต์พุตแรงบิดที่กำหนดได้ถึงความเร็วที่กำหนด (โดยทั่วไปอยู่ที่ 2,000-3,000RPM) และความเร็วที่สูงกว่าความเร็วที่กำหนดจะเป็นเอาต์พุตพลังงานคงที่

✓ ความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน: มอเตอร์สเต็ปเปอร์ไม่มีความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน แต่มอเตอร์เซอร์โวมีความสามารถในการรับน้ำหนักเกินสูง

✓ ประสิทธิภาพการตอบสนอง: มอเตอร์สเต็ปเปอร์ใช้เวลา 200-400 มิลลิวินาทีในการเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วใช้งาน (หลายร้อยรอบต่อนาที) เซอร์โว AC มีประสิทธิภาพการเร่งความเร็วที่ดีกว่า และสามารถใช้ในสถานการณ์การควบคุมที่ต้องการการสตาร์ท/หยุดทำงานอย่างรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่น เซอร์โว AC Panasonic MASA 400W สามารถเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วสูงสุด 3,000 รอบต่อนาทีได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที

ประสิทธิภาพการทำงาน: มอเตอร์สเต็ปเปอร์ได้รับการควบคุมแบบวงเปิด และมีแนวโน้มที่จะสูญเสียขั้นตอนหรือการบล็อกเมื่อความถี่เริ่มต้นสูงเกินไปหรือโหลดมีขนาดใหญ่เกินไป และจะเกินกำลังเมื่อความเร็วสูงเกินไปเมื่อหยุด เซอร์โว AC ได้รับการควบคุมแบบวงปิด และไดรเวอร์สามารถสุ่มตัวอย่างสัญญาณข้อเสนอแนะของตัวเข้ารหัสมอเตอร์ได้โดยตรง ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจะไม่มีการสูญเสียขั้นตอนหรือการเกินกำลังของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ และประสิทธิภาพการควบคุมก็มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

 

เซอร์โว AC มีประสิทธิภาพเหนือกว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์ แต่มอเตอร์สเต็ปเปอร์มีข้อได้เปรียบในเรื่องราคาที่ต่ำ เซอร์โว AC เหนือกว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์ทั้งในด้านความเร็วในการตอบสนอง ความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน และประสิทธิภาพการทำงาน แต่มอเตอร์สเต็ปเปอร์มักถูกนำไปใช้ในสถานการณ์ที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงกว่าเนื่องจากความคุ้มค่า ด้วยการใช้เทคโนโลยีวงปิด มอเตอร์สเต็ปเปอร์วงปิดจึงให้ความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ซึ่งให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับมอเตอร์เซอร์โว แต่ก็มีข้อได้เปรียบในเรื่องราคาที่ต่ำเช่นกัน

 

มองไปข้างหน้าและวางแผนพื้นที่ใหม่ที่กำลังเกิดขึ้น การใช้งานมอเตอร์สเต็ปเปอร์กำลังเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้าง โดยตลาดดั้งเดิมกำลังเข้าสู่ภาวะอิ่มตัวและมีอุตสาหกรรมใหม่ๆ เกิดขึ้น มอเตอร์ควบคุมและผลิตภัณฑ์ระบบขับเคลื่อนของบริษัทครอบคลุมอุตสาหกรรมเครื่องมือแพทย์ หุ่นยนต์บริการ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม สารสนเทศและการสื่อสาร ระบบรักษาความปลอดภัย และอุตสาหกรรมเกิดใหม่อื่นๆ ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนที่ค่อนข้างใหญ่ของธุรกิจโดยรวมและกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว ความต้องการมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีความสัมพันธ์กับเศรษฐกิจ เทคโนโลยี ระดับของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และระดับการพัฒนาทางเทคนิคของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เอง ตลาดได้เข้าสู่ภาวะอิ่มตัวในอุตสาหกรรมดั้งเดิม เช่น ระบบอัตโนมัติในสำนักงาน กล้องดิจิทัล และเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน ขณะที่อุตสาหกรรมใหม่ๆ ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เช่น การพิมพ์ 3 มิติ การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการใช้งานด้านยานยนต์

ทุ่งนา	การใช้งานเฉพาะ
ระบบสำนักงานอัตโนมัติ	เครื่องพิมพ์, สแกนเนอร์, เครื่องถ่ายเอกสาร, MFP ฯลฯ
ระบบไฟเวที	การควบคุมทิศทางแสง โฟกัส การเปลี่ยนสี การควบคุมจุด เอฟเฟกต์แสง ฯลฯ
การธนาคาร	เครื่องเอทีเอ็ม, การพิมพ์ธนบัตร, การผลิตบัตรธนาคาร, เครื่องนับเงิน ฯลฯ
ทางการแพทย์	เครื่องสแกน CT, เครื่องวิเคราะห์โลหิตวิทยา, เครื่องวิเคราะห์ชีวเคมี ฯลฯ
ทางอุตสาหกรรม	เครื่องจักรสิ่งทอ เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ หุ่นยนต์ สายพานลำเลียง สายการประกอบ เครื่องจัดวาง ฯลฯ
การสื่อสาร	การปรับสภาพสัญญาณ การวางตำแหน่งเสาอากาศเคลื่อนที่ ฯลฯ
ความปลอดภัย	การควบคุมการเคลื่อนไหวสำหรับกล้องวงจรปิด
ยานยนต์	ระบบควบคุมวาล์วน้ำมัน/แก๊ส ระบบบังคับเลี้ยวเบา

 

อุตสาหกรรมเกิดใหม่ 1: การพิมพ์ 3 มิติยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องในด้านเทคโนโลยีการวิจัยและพัฒนา และขยายขอบเขตการใช้งานในอุตสาหกรรมปลายน้ำ โดยตลาดทั้งในและต่างประเทศเติบโตในอัตราประมาณ 30% การพิมพ์ 3 มิติใช้แบบจำลองดิจิทัล โดยวางวัสดุซ้อนกันเป็นชั้นๆ เพื่อสร้างวัตถุทางกายภาพ มอเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญในการขับเคลื่อนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ความแม่นยำของมอเตอร์มีผลต่อประสิทธิภาพของการพิมพ์ 3 มิติ โดยทั่วไปการพิมพ์ 3 มิติจะใช้มอเตอร์สเต็ปเปอร์ ในปี 2019 อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติทั่วโลกมีมูลค่า 1.2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ เพิ่มขึ้น 30% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า

 

อุตสาหกรรมเกิดใหม่ 2: หุ่นยนต์เคลื่อนที่ถูกควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ โดยมีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่ การนำทางอัตโนมัติ การควบคุมหลายเซ็นเซอร์ การโต้ตอบกับเครือข่าย ฯลฯ การใช้งานที่สำคัญที่สุดในการผลิตจริงคือการจัดการ โดยมีระดับที่ไม่ได้มาตรฐานสูง

มอเตอร์สเต็ปเปอร์ถูกนำมาใช้ในโมดูลขับเคลื่อนของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ และโครงสร้างขับเคลื่อนหลักประกอบขึ้นจากมอเตอร์ขับเคลื่อนและเฟืองทดรอบ (กล่องเกียร์) แม้ว่าอุตสาหกรรมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมภายในประเทศจะเริ่มต้นช้ากว่าต่างประเทศ แต่ในด้านหุ่นยนต์เคลื่อนที่ก็ถือว่าก้าวหน้ากว่าต่างประเทศ ปัจจุบัน ส่วนประกอบหลักของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ส่วนใหญ่ผลิตภายในประเทศ และบริษัทในประเทศได้บรรลุข้อกำหนดด้านความแม่นยำในทุกด้านแล้ว และยังมีบริษัทจากต่างประเทศที่แข่งขันกันน้อยกว่า

 

มูลค่าตลาดหุ่นยนต์เคลื่อนที่ของจีนคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 6.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2562 เพิ่มขึ้น 45% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า การเปิดตัวหุ่นยนต์ทำความสะอาดระดับมืออาชีพในระดับนานาชาติ ซึ่งมีประสิทธิภาพการทำความสะอาดที่ดีขึ้นอย่างมาก การเปิดตัว "หุ่นยนต์ตัวที่สอง" ในปี 2561 เกิดขึ้นหลังจากการเปิดตัวหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ "หุ่นยนต์ตัวที่สอง" เป็นหุ่นยนต์ดูดฝุ่นเชิงพาณิชย์อัจฉริยะที่มีเซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวาง บันได และการเคลื่อนไหวของมนุษย์ หุ่นยนต์ตัวที่สองสามารถทำงานได้นานสามชั่วโมงต่อการชาร์จเพียงครั้งเดียว และสามารถทำความสะอาดพื้นที่ได้มากถึง 1,500 ตารางเมตร "หุ่นยนต์ตัวที่สอง" สามารถทดแทนภาระงานประจำวันของพนักงานทำความสะอาดส่วนใหญ่ และสามารถเพิ่มความถี่ในการดูดฝุ่นและทำความสะอาด นอกเหนือจากงานทำความสะอาดที่มีอยู่เดิม

 

อุตสาหกรรมเกิดใหม่ 3: การเปิดตัว 5G ทำให้จำนวนเสาอากาศสำหรับสถานีฐานการสื่อสารเพิ่มขึ้น และจำนวนมอเตอร์ที่ต้องการก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยทั่วไป สถานีฐานการสื่อสารทั่วไปจำเป็นต้องใช้เสาอากาศ 3 เสา สถานีฐาน 4G ต้องใช้เสาอากาศ 4-6 เสา และจำนวนสถานีฐานและเสาอากาศสำหรับแอปพลิเคชัน 5G ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เนื่องจากจำเป็นต้องครอบคลุมการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือแบบดั้งเดิมและแอปพลิเคชันการสื่อสาร IoT ผลิตภัณฑ์มอเตอร์ควบคุมพร้อมชุดเกียร์กำลังกลายเป็นกระแสหลักในการพัฒนาแบบเฉพาะสำหรับโรงงานเสาอากาศสถานีฐาน เสาอากาศ ESC แต่ละเสาจะใช้มอเตอร์ควบคุมพร้อมชุดเกียร์หนึ่งตัว

 

 

จำนวนสถานีฐาน 4G เพิ่มขึ้น 1.72 ล้านแห่งในปี 2019 และคาดว่าการก่อสร้าง 5G จะเปิดรอบใหม่ ในปี 2019 จำนวนสถานีฐานโทรศัพท์มือถือในจีนสูงถึง 8.41 ล้านแห่ง โดย 5.44 ล้านแห่งเป็นสถานีฐาน 4G คิดเป็น 65% ในปี 2019 จำนวนสถานีฐาน 4G ใหม่เพิ่มขึ้น 1.72 ล้านแห่ง ซึ่งมากที่สุดนับตั้งแต่ปี 2015 ส่วนใหญ่เป็นผลมาจาก 1) การขยายเครือข่ายเพื่อครอบคลุมจุดบอดในพื้นที่ชนบท 2) ความจุของเครือข่ายหลักจะได้รับการยกระดับเพื่อวางรากฐานสำหรับการก่อสร้างเครือข่าย 5G ใบอนุญาตเชิงพาณิชย์ 5G ของจีนจะออกในเดือนมิถุนายน 2019 และภายในเดือนพฤษภาคม 2020 จะมีการเปิดสถานีฐาน 5G มากกว่า 250,000 แห่งทั่วประเทศ

 

อุตสาหกรรมเกิดใหม่ 5: อุปกรณ์การแพทย์เป็นหนึ่งในสถานการณ์การใช้งานหลักของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ และเป็นหนึ่งในภาคส่วนที่ Vic-Tech มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้ง ตั้งแต่โลหะไปจนถึงพลาสติก อุปกรณ์การแพทย์ต้องการความแม่นยำสูงในการผลิต ผู้ผลิตอุปกรณ์การแพทย์หลายรายใช้มอเตอร์เซอร์โวเพื่อตอบสนองความต้องการด้านความแม่นยำ แต่เนื่องจากมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีความประหยัดและมีขนาดเล็กกว่าเซอร์โว และความแม่นยำสามารถตอบสนองความต้องการด้านอุปกรณ์การแพทย์บางชนิดได้ มอเตอร์สเต็ปเปอร์จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์การแพทย์ และแม้กระทั่งแทนที่มอเตอร์เซอร์โวบางชนิด