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伺服電機與步進電機的工作原理和六大區(qū)別

1X4o_GKB1508 ? 2017-11-27 18:30 ? 次閱讀
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要想區(qū)分,先得搞懂兩種之間的區(qū)別。

先說工作原理

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。 可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。

伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W 三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。

區(qū)別1: 控制的方式不同

步進電機是通過控制脈沖的個數控制轉動角度的,一個脈沖對應一個步距角。伺服電機是通過控制脈沖時間的長短控制轉動角度的。

區(qū)別2:所需的工作設備和工作流程不同

步進電機所需的供電電源(所需電壓由驅動器參數給出),一個脈沖發(fā)生器(現(xiàn)在多半是用板塊),一個步進電機,一個驅動器(驅動器設定步距角角度,如設定步距角為 0.45°,這時,給一個脈沖,電機走 0.45°);其工作流程為步進電機工作一般需要兩個脈沖:信號脈沖和方向脈沖。伺服電機所需的供電電源是一個開關(繼電器開關或繼電器板卡),一個伺服電機;其工作流程就是一個電源連接開關,再連接伺服電機。

區(qū)別3 : 低頻特性不同

步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。交流伺服電機運轉非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調整。

區(qū)別4 :矩頻特性不同

步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在 300~600r/min。

交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為 2000 或 3000 r/min)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。

區(qū)別5: 過載能力不同

步進電機一般不具有過載能力。

交流伺服電機具有較強的過載能力。 以松下交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額轉矩的 3倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。 (步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉 矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象)

區(qū)別6: 速度響應性能不同

步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要 200~400ms。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以松下MSMA400W 交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速 3000 r/min。僅需幾 ms,可用于要求快速啟停的控制場合。

說白了,極對數多,轉速慢,控制角度的,動力線引腳多的都是步進電機,而且功率往往比較低。而精度高,速度快,可應用于速度,位置,力矩多場合控制的,動力線都是UVW三線,通常都是伺服電機。而且通常極對數不超過5級,功率從幾十瓦到幾十千瓦都有。

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原文標題:如何區(qū)分伺服電機和步進電機?

文章出處:【微信號:GKB1508,微信公眾號:工控幫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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