作者: 深圳市日弘忠信實業(yè)有限責任公司發(fā)表時間:2023-08-18 15:00:41瀏覽量:191【小中大】
松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講什么是伺服和步進電機?步進電機和伺服電機的性能比較哪個好。伺服電動機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現(xiàn)位移,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發(fā)出對應數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達到0.001mm。
步進電機是一種離散運動的裝置,它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質的聯(lián)系。在目前國內的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)彈性聯(lián)軸器,但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
步進電機和伺服電機的性能比較哪個好
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為 3.6°、1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為 0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機,其步距角為 0.09°;德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為 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保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例,對于帶標準 2500 線編碼器的電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈沖當量為 360°/10000=0.036°。對于帶 17 位編碼器的電機而言,驅動器每接收 217=131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為 360°/131072=9.89 秒。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。
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,所以其最高工作轉速一般在 300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為 2000RPM或 3000RPM)以內,都能輸出額定轉矩,在額定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。其最大轉矩為額定轉矩的三倍,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。
五、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉的現(xiàn)象,停止 時轉速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服 驅動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環(huán)和速 度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。六、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 200~400 毫秒。交流伺 服系統(tǒng)的加速性能較好,以松下 MSMA 400W 交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速 3000RPM 僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
七、價格不同
由于伺服電機及其驅動器的制造成本和技術含量相對較高,因此價格也比步進電機高了 不少,尤其是盡快的伺服電機價格差距更大。今年來國產伺服電機發(fā)展很快,有了不少品種 和型號的伺服電機可供選擇,性價比也較高。
綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)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執(zhí)行電動機。所以,在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合考慮控制要求、成 本等多方面的因素,選用適當?shù)目刂齐姍C。
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