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伺服電機與步進電機的區別

更新日期:2018-01-11
摘要:伺服電機在電機行業中是很常見的一種設備,此電機不管是在工業上,農業上,還是生活上都有很大的應用領域。
伺服電機
 
 
伺服電機在電機行業中是很常見的一種設備,此電機不管是在工業上,農業上,還是生活上都有很大的應用領域。那么伺服電機與步進電機的區別有哪些呢?接下來一同了解下!
 
步進電機作為一種開環控制的系統,和現代數字控制技能有著實質的聯絡。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的使用非常廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地使用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多選用步進電機或全數字式交流伺服作為履行電動機。
 
盡管兩者在控制方法上很相似(脈沖串和方向信號),但它們在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作出以下比較:
 
一、控制精度不同
 
兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高功能的步進電機經過細分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產的二相混合式步進電機其步距角可經過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
 
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器確保。以三洋全數字式交流伺服電機為例,關于帶規范2000線編碼器的電機而言,由于驅動器內部選用了四倍頻技能,其脈沖當量為360°/8000=0.045°。關于帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接納131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
 
二、低頻特性不同
 
步進電機在低速時易呈現低頻振蕩現象。振蕩頻率與負載狀況和驅動器功能有關,一般認為振蕩頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的作業原理所決議的低頻振蕩現象對于機器的正常作業非常不利。當步進電機作業在低速時,一般應選用阻尼技能來戰勝低頻振蕩現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上選用細分技能等。
 
交流伺服電機作業非常平穩,即便在低速時也不會呈現振蕩現象。交流伺服系統具有共振按捺功能,可涵蓋機械的剛性不足,而且系統內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統調整。
 
三、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,所以其最高作業轉速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額外轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內,都能輸出額外轉矩,在額外轉速以上為恒功率輸出。
 
四、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。以三洋交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額外轉矩的二到三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機由于沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需求選取較大轉矩的電機,而機器在正常作業期間又不需求那么大的轉矩,便呈現了力矩糟蹋的現象。
 
五、運轉功能不同
 
步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易呈現丟步或堵轉的現象,中止時轉速過高易呈現過沖的現象,所認為確保其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反應信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會呈現步進電機的丟步或過沖的現象,控制功能更為牢靠。
 
六、速度呼應功能不同
 
步進電機從停止加快到作業轉速(一般為每分鐘幾百轉)需求200~400毫秒。交流伺服系統的加快功能較好,以山洋400W交流伺服為例,從停止加快到其額外轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
 
綜上所述,交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做履行電動機。因此,在控制系統的設計過程中要歸納考慮控制要求、本錢等多方面的要素,選用恰當的控制電機。
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