伺服電機在電機行業(yè)中是很常見的一種設備,此電機不管是在工業(yè)上,農(nóng)業(yè)上,還是生活上都有很大的應用領(lǐng)域。那么伺服電機與步進電機的區(qū)別有哪些呢?接下來一同了解下!
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步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技能有著實質(zhì)的聯(lián)絡。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的使用非常廣泛。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使用于數(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)中大多選用步進電機或全數(shù)字式交流伺服作為履行電動機。
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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?,F(xiàn)就二者的使用性能作出以下比較:
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一、控制精度不同
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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(jīng)過細分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可經(jīng)過撥碼開關(guān)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。
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交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器確保。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機為例,關(guān)于帶規(guī)范2000線編碼器的電機而言,由于驅(qū)動器內(nèi)部選用了四倍頻技能,其脈沖當量為360°/8000=0.045°。關(guān)于帶17位編碼器的電機而言,驅(qū)動器每接納131072個脈沖電機轉(zhuǎn)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。
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二、低頻特性不同
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步進電機在低速時易呈現(xiàn)低頻振蕩現(xiàn)象。振蕩頻率與負載狀況和驅(qū)動器功能有關(guān),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(yè)原理所決議的低頻振蕩現(xiàn)象對于機器的正常作業(yè)非常不利。當步進電機作業(yè)在低速時,一般應選用阻尼技能來戰(zhàn)勝低頻振蕩現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上選用細分技能等。
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交流伺服電機作業(yè)非常平穩(wěn),即便在低速時也不會呈現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振按捺功能,可涵蓋機械的剛性不足,而且系統(tǒng)內(nèi)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(diào)整。
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三、矩頻特性不同
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步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其 作業(yè)轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額外轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額外轉(zhuǎn)矩,在額外轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
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四、過載能力不同
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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(tǒng)為例,它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其 轉(zhuǎn)矩為額外轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩的電機,而機器在正常作業(yè)期間又不需求那么大的轉(zhuǎn)矩,便呈現(xiàn)了力矩糟蹋的現(xiàn)象。
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五、運轉(zhuǎn)功能不同
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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呈現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,中止時轉(zhuǎn)速過高易呈現(xiàn)過沖的現(xiàn)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(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反應信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會呈現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制功能更為牢靠。
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六、速度呼應功能不同
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步進電機從停止加快到作業(yè)轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需求200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)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(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
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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(jīng)常用步進電機來做履行電動機。因此,在控制系統(tǒng)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?shù)目刂齐姍C。