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伺服電機和步進電機的區別

來源:中智電氣  發布時間:2022-09-02 16:17:05  瀏覽次數:

伺服電機與步進電機都是工業自動化生產中常用的執行電機,其主要用途十分相似,但實際上二者之間是存在一定差距的,文中根據表明二者的特點及原理,進一步闡述了二者的區別,給具體生產制造應用帶來了參照。

一、步進電機和伺服電機電機的主要特征

(一)步進電機的主要特征

1.步進電機并沒有積累誤差。一般來說,步進電機的精密度約是其實際步距角的3~5%,且不容易積累。

2.步進電機在工作時,脈沖電流數據信號會按一定次序(比如A-B-C-A-B-C等)輪著加進各相繞組上。

3.步進電機與其他電機不一樣,其實際工作中電流和電壓能夠超出額定值尺寸,但選擇時不可偏移額定電流過多。

4.步進電機表面許可的溫度可達到80-90℃。

5.步進電機的扭矩也會隨著其工作頻率(或速率)的擴大而減少。

6.混合步進電機控制器的供電電源工作電壓一般是一個比較寬的范疇。

7.能通過將電機與控制器布線的A 和A-(或是B 和B-)互換就可以更改其運動方向。

(二)伺服電機電機的主要特征

1.啟動轉矩非常大,當一旦給電機定子給予控制工作電壓,電機轉子便會馬上旋轉,因此伺服電機電機具備啟動快、高靈敏度的特征。

2.運作范疇比較廣泛。

3.不會造成轉動狀況,正常運行的伺服電機電機一旦失去控制工作電壓,電機暫時停止運行。

二、步進電機和伺服電機電機工作原理

(一)步進電機工作原理

步進電機能將脈沖電流信號轉換為機械設備數據信號,步進電機每推送一個脈沖電流,就能使之轉動一個固定不動的視角,稱之為步距角。步距角大小依照電機轉子齒輪模數Zr和拍速N所確定。當持續給電機推送好幾個脈沖電流數據信號時,就能使之開展安全運行。除此之外,能通過更改上傳的脈沖電流數據信號的次數來控制電機轉動的速率,以此來實現精準定位和變速的效果。

(二)伺服電機電機工作原理

伺服電機電機內部結構同樣也由電機轉子構成,其定子是永久磁鐵,控制器控制的三相電在轉子繞組中產生磁場,而電機轉子在這樣的磁場的影響下產生轉動,此外伺服電機電機根據伺服電機將旋轉數據信號發送給控制器,經過閉環控制調整在控制器內調節電機轉子轉動的視角,以此來實現精準的精準定位控制。

 三、步進電機和伺服電機電機的差別

中智伺服電機.jpg

1.控制精度的不一樣

步進電機是由推送脈沖電流信號的總數來控制電機的旋轉,一個單脈沖相匹配一個步距角,二項混合步進電機的步距角一般為 3. 6°或1. 8°,而五相混合步進電機步距角可達到0. 72°或0. 36°。而伺服電機電機是由控制推送單脈沖時間的變化來控制電機所旋轉視角,其精密度是通過電機軸后端光電編碼器所把控的,精密度往往能做到步進電機的幾千分之一,能實現更為精準的精準定位控制。

2.低頻特性的差異

在低速檔運行中步進電機很容易出現低頻振動狀況。其振頻與負荷情況及控制器自身性能相關,一般來說,振頻應該是電機滿載時跳起頻率的一般。當步進電機在低速檔運行中,必須附加選用減振技術性盼來變弱低頻振動狀況,比如可以在電機上添減振器或是在控制器上選用細分化技術等。而交流伺服電機運行十分穩定,不管在低速檔運作或是高速運轉過程中不會有震動的情況,由于它具有共震抑制的作用,可包含機械剛度不夠,而且系統軟件內部結構具備工作頻率分析功能(FFT),可檢測到機械共振點,有利于系統軟件調節。

3.矩頻特征的不一樣

步進電機的導出轉矩也會隨著轉速比的升高而減少,而且在較高速旋轉的時候會出現一個大幅度的下滑,因此其最大運行轉速比一般需要控制在每分300到600轉。而交流伺服電機在運行中歸屬于穩定轉矩的輸入輸出情況,因此在其額定轉速范圍之內都可以導出額定值得轉矩,需注意,如在額定轉速之上工作的時候,乃為恒功率導出。

4.負載能力的差異

步進電機一般不具有負載能力,而交流伺服電機有較強的負載能力。比如康佳交流伺服系統就并且具有速率負載和轉矩過載的能力,較大轉矩可達到額定值轉矩的3倍左右,適合于擺脫慣性力負荷在運行瞬間的慣性力轉矩??墒遣竭M電機如果沒有這類負載能力,因此在型號選擇時想要擺脫慣性力轉矩,一般需要選擇比較大轉矩的電機,在啟動后又只需要使用一小部分動能,進而很容易出現轉矩浪費的狀況。

5.運作的性能不一樣

步進電機所采用的控制為開環增益控制,運行工作頻率太高或負荷太大易都會造成其產生丟步或匝間的現象,另外在終止環節中假如轉速過高也很容易發生過沖狀況。而溝通交流伺服驅動系統為閉環控制控制,控制器在運行中會讓電機伺服電機控制信號開展取樣,進而進行實時的變化,一般不會出現丟步或者太沖的狀況,控制和運轉特性更為靠譜。

6.回應能力的差異

步進電機從靜止不動逐漸加快到工作轉速比所花費的時間約為200到400ms。而交流伺服電機的回應能力更強,以中智電氣的ZF系列交流伺服電機為例子,從靜止不動逐漸加快到3000r/min(額定轉速)只需幾ms就行了,適合于必須迅速啟停的控制場所。

四、結果

總的來說,交流伺服電機性能在很多方而都優于步進電機。但由于價錢等因素,在一些控制沒有要求場合也可以用步進電機作為執行器。因此,在具體工業化生產控制中,要充分考慮控制規定、特性、成本費、環境等各個方面要素,從而選擇適合的控制電機。

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