步进电机与伺服电机的区别,原来是这样!

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的履行机构。当步进驱动器接管到一个脉冲旌旗灯号,它就驱动步进电机按设定的偏向迁移转变一个固定的角度(称为“步距角”),它的扭转因此固定的角度一步一步运行的。可以经由过程节制脉冲个数来节制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以经由过程节制脉冲频率来节制电机迁移转变的速率和加速率,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种节制用的特种电机,使用其没有积累偏差(精度为100%)的特征,广泛利用于各类开环节制。现在对照常用的步进电机包括反映式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混杂式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器节制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的感化下迁移转变,同时电机自带的编码器反馈旌旗灯号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行对照,调剂转子迁移转变的角度。伺服电机的精度抉择于编码器的精度(线数)。步进电机和交流伺服电机机能对照步进电机是一种离散运动的装配,它和今世数字节制技巧有着本色的联系。在今朝海内的数字节制系统中,步进电机的利用十分广泛。跟着全数字式交流伺服系统的呈现,交流伺服电机也越来越多地利用于数字节制系统中。为了适应数字节制的成长趋势,运动节制系统中大年夜多采纳步进电机或全数字式交流伺服电机作为履行电念头。虽然两者在节制要领上相似(脉冲串和偏向旌旗灯号),但在应用机能和利用处合上存在着较大年夜的差异。现就二者的应用机能作一对照。

一、节制精度不合

两相混杂式步进电机步距角一样平常为3.6°、1.8°,五相混杂式步进电机步距角一样平常为0.72°、0.36°。也有一些高机能的步进电机步距角更小。如四通公司临盆的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGERLAHR)临盆的三相混杂式步进电机其步距角可经由过程拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混杂式步进电机的步距角。交流伺服电机的节制精度由电机轴后真个扭转编码器包管。以松下全数字式交流伺服电机为例,对付带标准2500线编码器的电机而言,因为驱动器内部采纳了四倍频技巧,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对付带17位编码器的电机而言,驱动器每接管217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

二、低频特点不合

步进电机在低速时易呈现低频振动征象。振动频率与负载环境和驱动器机能有关,一样平常觉得振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的事情道理所抉择的低频振动征象对付机械的正常运转异常晦气。当步进电机事情在低速时,一样平常应采纳阻尼技巧来降服低频振动征象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采纳细分技巧等。交流伺服电机运转异常平稳,纵然在低速时也不会呈现振动征象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机器的刚性不够,并且系统内部具有频率解析性能(FFT),可检测出机器的共振点,便于系统调剂。

三、矩频特点不合

步进电机的输着力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,以是其最高事情转速一样平常在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一样平常为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

四、过载能力不合

步进电机一样平常不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速率过载和转矩过载能力。其最大年夜转矩为额定转矩的三倍,可用于降服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机由于没有这种过载能力,在选型时为了降服这种惯性力矩,每每必要拔取较大年夜转矩的电机,而机械在正常事情时代又不必要那么大年夜的转矩,便呈现了力矩挥霍的征象。

五、运行机能不合

步进电机的节制为开环节制,启动频率过高或负载过大年夜易呈现丢步或堵转的征象,竣事时转速过高易呈现过冲的征象,所以为包管其节制精度,应处置惩罚好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环节制,驱动器可直接对电机编码器反馈旌旗灯号进行采样,内部构成位置环和速率环,一样平常不会呈现步进电机的丢步或过冲的征象,节制机能更为靠得住。

六、速率相应机能不合

步进电机从静止加速到事情转速(一样平常为每分钟几百转)必要200~400毫秒。交流伺服系统的加速机能较好,以松下MSMA400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的节制场合。

综上所述,交流伺服系统在许多机能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也常常用步进电机来做履行电念头。以是,在节制系统的设计历程中要综合斟酌节制要求、资源等多方面的身分,选用适当的节制电机。

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