AC – DC Servo Motor Farkı Nedir?

Endüstri sanayisinde oldukça tercih edilen ac ve dc servo motorlar iş süreçlerinde büyük ölçüde verimlilik sağlayan motorlardır. Bu motorlar, hassas kontrol yetenekleri ve yüksek performansları ile ön plana çıkmaktadırlar. Ancak bazen bu yüksek performansa sahip motorların, hangi durumlarda tercih edilmesi gerektiği konusunda kafalarda soru işaretleri oluşabilmektedir. İşte bu noktada kafanızdaki soru işaretlerini gidermek adına “AC – DC Servo Motor Farkı Nedir?” adlı içeriği oluşturduk. İçeriğe göz atarak, aklınıza takılan tüm sorulara yanıt bulabilirsiniz. İyi okumalar dileriz.

AC Motor Nedir? 

AC motor, alternatif akım (AC) ile çalışan ve elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir elektrik motor türüdür. Bu motor türü genel olarak endüstriyel ve ticari uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun temel nedeni de oldukça dayanıklı, verimli ve geniş bir hız aralığında çalışabilme yeteneğine sahip olmalarıdır. Böylelikle ac motorlar iş verimliliğini en üst düzeye taşımaktadırlar. 

AC Motor Çeşitleri

Diğer motor türlerinde olduğu gibi ac motorlarında birbirinden farklı çeşitleri bulunmaktadır. Bu çeşitler sektörün ihtiyaçlarına göre değişkenlik göstermektedirler. Bahsi geçen bu ac motor çeşitleri şunlardır;

• Senkron Motorlar

Senkron motorlar, ac motor ailesinin bir üyesidir ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bahsi geçen bu motorlar, yüksek verimlilikleri, düşük enerji kayıpları ve yüksek hız stabilitesi gibi avantajları nedeniyle tercih edilirler. Aynı zamanda da senkron motorlar jeneratör olarak da kullanıldıklarından, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme özelliğine sahiptirler.

• Asenkron Motorlar

Asenkron motorlar, ac motor türleri arasında en yaygın kullanılan motor türlerinden birisidir. Bu motorlar, basit yapısı ve düşük maliyete sahip olmakla birlikte,  düşük hız gerektiren uygulamalar için oldukça  idealdir. Bunun yanı sıra, başlangıçta yüksek tork üretebilme yeteneğine de sahiptirler. Ancak, bu motorlar senkron motorlara göre hız stabilitesi ve hassas hız kontrolü konusunda dezavantajlıdırlar.

• Redüktörlü Motorlar

Redüktörlü motorlar, motor ve redüktör (vites kutusu) bileşenlerinin entegre edilmiş olduğu motor sistemleridir. Bu motorlar genellikle düşük hız ve yüksek tork gerektiren uygulamalarda kullanılırlar. Bu nedenle  motorun çıkış hızını düşürerek, çıkış torkunu artırıp  çalışma gücünü optimize ederler. Böylelikle iş süreçlerinde maksimum verim sağlamaktadırlar. Buna ek olarak redüktörlü motorlar, yüksek verimlilik ve güç aktarımı sağladıklarından, endüstriyel ekipmanlar için ideal bir seçim haline gelmektedirler.

• Varyatörlü Motorlar

Varyatörlü motorlar, motorun dönüş hızını değiştirmek için kullanılan özel bir sistem olan varyatör ile donatılmış motorlardır. Bu motorlar genellikle değişken hızlı çalışma gerektiren uygulamalarda tercih edilirler. Aynı zamanda motorda bulunan varyatör, motorun dönme hızını mekanik olarak ayarlayarak istenen hız aralığında çalışmasını sağlar. Böylece motorun sürekli olarak değişen hız gereksinimlerine uyum sağlayabilmesine yardımcı olurlar.

• Dahili Soğutmalı Motorlar

Dahili soğutmalı motorlar, iç yapısında soğutma sistemi bulunan özel tasarımlı elektrik motorlarıdır. Bu motorlar genellikle yüksek verimlilik ve güvenilirlik sağlamak amacıyla kullanılırlar. Böylelikle  Soğutma sistemi, motorun iç bileşenlerini uygun sıcaklıkta tutarak aşırı ısınmayı önler ve bu da motorun daha uzun süre dayanmasını sağlar. Bunun yanında dahili soğutmalı motorlar,  dışarıdan ek bir soğutma sistemi gerektirmemektedirler.

AC Servo Motor Çalışma Prensibi

AC servo motorlar, hassas kontrol ve yüksek performans gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır ve çeşitli endüstriyel otomasyon sistemlerinde kritik bir rol oynar. Bu oldukça önemli olan motor çeşitlerinin çalışma prensibi  alternatif akıma (AC) dayanmaktadır. Bu çerçevede ac motorlar sahip olduğu stator ve rotor bileşenlerinden stator ile sabit bir manyetik alan oluşturarak, rotoru bu manyetik alan içinde döndürür. Bu noktada rotorun sahip olduğu pozisyon ve hız, bir geri besleme mekanizması ile sürekli olarak izlenir ve kontrol edilir. Kontrol edilen bu geri besleme mekanizması, genellikle bir enkoder veya resolver içerir ve rotorun pozisyon bilgisini sürücüye iletir. Böylece sürücü, rotorun pozisyonunu ve hızını istenilen değerde tutmak için AC akım dalgalarını sürekli olarak ayarlayıp, motorun performansını optimize eder. Bunun sonucunda da ac motorlar, robotik sistemlerde, CNC makinelerinde ve diğer otomasyon uygulamalarında yüksek hassasiyet ve güvenilirlik sağlar.

AC Servo Motorun Avantajları

AC motorun sağlamış olduğu bir takım avantajlar mevcuttur. Bu avantajlar, ac servo motorun tercih edilirliğinde büyük rol oynamaktadır. Bahsi geçen bu ac servo motor avantajları şu şekildedir;

• Yüksek Performans ve Hassasiyet: AC servo motorlar, hızlı yanıt süreleri ve yüksek dinamik tepkiler sağlaması bakımında hassas hareket kontrolü sağlarlar. Bu özellik sayesinde, motorun hızı ve pozisyonu hassas bir şekilde kontrol edilebilir.
• Geniş Hız Aralığı: AC servo motorlar geniş bir hız aralığında çalışabilirler, bu da farklı uygulamalarda esneklik sağlar. Aynız zamanda da yüksek hızlarda düşük hızlara kolayca geçiş yapabilirler.
• Yüksek Güç Yoğunluğu: Aynı boyuttaki AC servo motorları, yüksek güç çıkışı sağlayabilir. Bu, motorun kompakt tasarımlar için ideal olmasını sağlar.
• Dinamik Tepki ve Düşük Tork Dalgalanması: AC servo motorlar, hızlı hız ve pozisyon değişikliklerine hızla tepki verebilir ve düşük tork dalgalanmasıyla düzgün bir performans sunar.
• Entegrasyon Kolaylığı: Modern AC servo motorlar, dijital iletişim protokolleri (örneğin, Ethernet/IP, PROFINET gibi) ve otomasyon sistemlerine kolay entegrasyon sağlayan çeşitli arayüzlerle donatılmıştır.
• Enerji Verimliliği: AC servo motorlar genellikle yüksek enerji verimliliğine sahiptir. Bu nedenle İhtiyaç duyulan gücü doğru şekilde sağlarlar ve böylece enerji tüketimini optimize ederler.
• Dayanıklılık ve Uzun Ömür: Yüksek kaliteli malzemelerden üretilen AC servo motorlar, uzun süre dayanıklı ve güvenilir performans sunarlar. Böylelikle bakım maliyetleri azalır  ve üretkenlikte artış gözlemlenir.

AC Servo Motorun Dezavantajları

• Kontrol Karmaşıklığı: AC servo motorlar genellikle daha karmaşık kontrol sistemleri gerektirir. Bu durum başlangıçta kurulum ve entegrasyon sürecini karmaşık hale getirebilir.
• Yüksek Maliyet: AC servo motorlar genellikle DC servo motorlara göre daha yüksek maliyetlidir. Özellikle daha yüksek güç ve performans gerektiren uygulamalarda maliyetler artabilir.
• Elektronik Gürültü: Çalışırken elektronik gürültü ürettiklerinden dolayı,  bazı hassas uygulamalarda istenmeyen sonuçlara yol açabilir.
• Hassas Kontrol Gereksinimi: Hassas hız ve pozisyon kontrolü gerektiren uygulamalarda kullanıldıklarında, doğru şekilde ayarlanması gerekebilir.
• Bakım ve Servis Gereksinimi: AC servo motorlar, bazen karmaşık yapıları nedeniyle bakım ve servis gereksinimi olabilir. Bu, uzun vadede bakım maliyetlerini artırabilir.
• Yüksek Güç Tüketimi: AC servo motorlar, belirli durumlarda yüksek güç tüketimi gerektirdiklerinden enerji maliyetleri artabilir ve sistem tasarımını etkileyebilir.

DC Motor Nedir?

DC motor, doğru akım (DC) ile çalışan ve elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir elektrik motoru türüdür. Bu motor türü, elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanarak çalışır ve genellikle endüstriyel, ticari ve tüketici elektroniği uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Çünkü  DC motorlar, hassas hız ve tork kontrolü sunarak, kullanılan alanlarda esneklik ve güvenilirlik  sağlamaktadırlar.

DC Motor Çeşitleri

Dc motorlarında tıpkı ac motorlar gibi farklı çeşitleri bulunmaktadır. Bu çeşitler kullanılacak sektörün ihtiyaçları doğrultusunda değişmektedir. Bahsi geçen dc motor çeşitlerini detaylı şekilde incelemek gerekirse;

• Fırçalı Motorlar

Fırçalı motorlar, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren ve fırça adı verilen kontak elemanları aracılığıyla komütatör üzerinden güç sağlayan elektrik motorlarıdır. Bu motorlar genellikle basit yapılı olup, doğru akım ile çalışmaktadırlar. Bu nedenle düşük maliyet, yüksek başlangıç torku, kolay kontrol edilebilirlik ve hız stabilitesi gibi özelliklere sahiptirler. Böylece endüstriyel makinelerde, ev aletlerinde, oyuncaklarda, otomotiv uygulamalarında  kullanılabilir.

• Fırçasız Motorlar

Fırçasız motorlar (BLDC motorlar), fırçalı motorların dezavantajlarını gidermek ve daha yüksek verimlilik ve performans sağlaması amacıyla geliştirilmiş modern elektrik motorlarıdır. Bu motorlar, fırça ve komütatör yerine elektronik olarak kontrol edilen bir yöntemle enerji sağlarlar. Bu sayede, fırçalı motorlarda olduğu gibi sürtünme ve mekanik aşınma sorunları ortadan kalkar, daha az enerji kaybıyla daha uzun bir ömür ve daha yüksek güç sağlanabilir. Sizde dc motor seçiminde bulunacaksanız, Servonorm’un fırçasız dc servo motorlarını tercih edebilirsiniz.

• Shunt Motorlar

Shunt motorlar, elektrik motorları içinde önemli bir yere sahip olan ve geniş bir uygulama alanına sahip olan DC (doğru akım) motorlardır.  Bu motorlar stator ve rotor arasında paralel bağlantıların yapıldığı bir yapıya sahip olduğundan,  motorun çıkış hızını ve torkunu kolay bir şekilde kontrol ederler. Böylece pompa sistemleri, fanlar, çekiş sistemleri gibi uygulamalarda sıklıklar kullanılır.  

• Seri Motorlar

Seri motorlar, elektrik motorları arasında önemli bir yere sahip olan ve özellikle yüksek başlangıç torku gerektiren uygulamalarda kullanılan DC (doğru akım) motorlardır. Bu motorlar, genellikle değişken hızda ve yüksek tork gerektiren uygulamalarda tercih edilirler. Ayrıca doğru akım (DC) güç kaynakları ile beslenen ve yüksek başlangıç torku gerektiren araçlar ve makineler için de ideal bir seçenek olabilir.

• Compound Motorlar

Compound motorlar, bir seri ve bir paralel bağlantının kombinasyonuyla yapılan DC (doğru akım) motorlardır. Bu motorlar, hem seri hem de şunt (paralel) sarımların bir arada kullanıldığı özel bir yapıya sahiptir. Bu nedenle, motorun hem yüksek başlangıç torku sağlamasını hem de stabil bir çalışma hızı elde etmesine yardımcı olur. Bunun sonucunda da compound motorlar, değişken yük ve hız gerektiren uygulamalarda tercih edilirler.

DC Servo Motor Çalışma Prensibi

DC servo motorların çalışma prensibi, elektromanyetik indüksiyon ilkesine dayanır ve genel olarak rotor, stator, komütatör ve fırçalar olmak üzere dört ana bileşenden oluşur. Bu ana bileşenlerden Stator, sabit mıknatıslar veya elektromıknatıslar kullanarak sabit bir manyetik alan oluştururken, Rotorlar ise bu manyetik alan içinde döner ve üzerinde sarılı bakır teller aracılığıyla bir manyetik alan oluştururlar. Bunun yanı sıra Komütatör ve fırçalar da rotor dönerken akımın yönünü sürekli olarak değiştirerek, rotorun sürekli olarak bir döndürme momenti (tork) üretirler. Böylece yüksek hassasiyete sahip  pozisyonlama ve hız kontrolü sağlanır.

DC Servo Motorun Avantajları

DC motorun sağlamış olduğu bir takım avantajlar mevcuttur. Bu avantajlar, dc servo motorun tercih edilirliğinde etkili bir rol oynamaktadır. Bahsi geçen bu dc servo motor avantajları şu şekildedir;

• Hızlı Tepki Süresi: DC servo motorlar, hızlı yanıt süreleriyle adından sıkça söz ettirmektedirler. Bu özellikleri, hız ve pozisyon değişikliklerine hızla tepki verebilme yeteneği  sağlar.
• Düşük Tork Dalgalanması: DC servo motorlar, düşük tork dalgalanmasıyla çalışabilirler. Bu nedenle motorun daha stabil ve düzgün bir şekilde çalışmasına olanak tanır.
• Doğru Akım Kontrolü: DC servo motorlar doğrudan doğru akım (DC) kullanırlar ve bu sayede kontrol edilmesi daha basit hale gelir. Bu özellik, hassas hız ve pozisyon kontrolü için önemlidir.
• Kompakt Tasarım: DC servo motorlar genellikle kompakt bir yapıya sahiptirler. Bu nedenle sınırlı alanlarda kullanım için idealdir ve makine tasarımında esneklik sağlarlar.
• Yüksek Hassasiyet: DC servo motorlar, yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılmak üzere tasarlanabilirler. Bu özellik sayesinde ölçüm cihazları, tıbbi ekipmanlar ve laboratuvar cihazları gibi alanlarda avantaj sağlarlar.
• Dinamik Performans: Oldukça önemli DC servo motorlar, genellikle hızlı ivmelenme ve yavaşlama gerektiren uygulamalarda yüksek dinamik performans sunarlar. Bu özellikleri, hızlı üretim hatları ve robotik sistemler için önemlidir.
• Uygulama Esnekliği: Yüksek kaliteye sahip olan DC servo motorlar, farklı voltaj ve hız aralıklarında çalışabilirler.Bu da geniş bir uygulama yelpazesi için uygun olmalarını sağlar.

DC Servo Motorun Dezavantajları

• Fırça Aşınması: DC servo motorların birçoğu fırçalı motorlar olduğundan, fırça aşınması zamanla performansın düşmesine ve bakım ihtiyacının artmasına yol açabilir.
• Karbon Fırça Problemleri: Fırçalı DC motorlarda karbon fırçaların aşınması motorun kullanım  ömrü üzerinde olumsuz etkilere neden olabilir. Ayrıca karbon fırçalar, elektriksel gürültü ve kıvılcım oluşturma potansiyeline sahiptir.
• Kontrol Karmaşıklığı: Hassas kontrol gerektiren uygulamalarda, DC servo motorlar karmaşık geri besleme ve kontrol sistemleri gerektirebilir. Bu durum, başlangıçta kurulum ve entegrasyon sürecini karmaşık hale getirebilir.
• Gürültü ve Titreşim: DC motorlar genel olarak mekanik titreşimler ve gürültü üretirler.  Bu nedenle, bazı uygulamalarda istenmeyen sonuçlara yol açabilir ve ek önlemler gerektirebilir.
• Güç Kaybı: Fırçalı DC motorlar genellikle fırça sürtünmesinden dolayı güç kaybına neden olabilirler. Bu durum, enerji verimliliğini etkileyebilir ve uzun vadede işletme maliyetlerini artırabilir.
• Ölçeklenebilirlik Sorunları: Büyük güç gerektiren uygulamalarda DC servo motorların ölçeklenebilirlik sorunları olabilir. Bu durum yüksek güç gerektiren sistemlerde daha büyük ve karmaşık motorlar gerekebilir.

• Sürücü Uyum Sorunları: DC servo motorlar, doğru sürücüyle eşleştirilmediğinde performans sorunları yaşayabilir. 

Hangi Durumlarda AC Servo Motor Hangi Durumlarda DC Servo Motor Tercih Edilmeli?

Ac ve ve Dc servo motorların kendine has kullanım alanları mevcuttur. Bu nedenle kullanım alanının ihtiyaç ve istekleri doğrultusunda, ac ve dc servo motor tercihinde bulunulur. Örneğin; AC servo motorlar genellikle yüksek performanslı ve hassas kontrol gerektiren uygulamalarda tercih edilir. Böylece AC motorlar, genellikle dinamik tepki ve hızlı yanıt gerektiren endüstriyel otomasyon, CNC makineleri, robotik sistemler gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. 

DC servo motorlar ise, düşük hızlarda ve yüksek tork gerektiren uygulamalarda tercih edilebilirler.  Bu nedenle, yazıcılar, tekstil makineleri, konveyör sistemleri gibi düşük hız ve yüksek tork gerektiren endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanılırlar. Kısacası hızlı tepki süresi gerektiren bir uygulamada AC servo motorlar tercih edilirken, düşük hızda yüksek tork gerektiren bir uygulamada DC servo motorlar daha uygun olabilir.

Siz de sektörün ihtiyacı ve istekleri doğrultusunda servo motor tercihinde bulunacaksanız, Servonorm’un uzmanları ile iletişime geçebilirsiniz.