伺服電機與步進(jìn)電機的性能比較區(qū)別有哪些?
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?a href="/tags/伺服電機" target="_blank">伺服電機和步進(jìn)電機的相關(guān)報道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、伺服電機
伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。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(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)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(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),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(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
二、步進(jìn)電機
步進(jìn)電機又稱為脈沖電機,基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電機。1923年,James Weir French發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance),此為步進(jìn)電機前身。二十世紀(jì)初,步進(jìn)電機廣泛應(yīng)用在了電話自動交換機中。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,步進(jìn)電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機上,對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),步進(jìn)電機的控制方式更加靈活多樣。
步進(jìn)電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是,它接收數(shù)字控制信號(電脈沖信號)并轉(zhuǎn)化成與之相對應(yīng)的角位移或直線位移,它本身就是一個完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制,輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量,這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低,幾乎不必進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。步進(jìn)電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴(yán)格成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。
三、伺服電機和步進(jìn)電機的性能差異
伺服電機和步進(jìn)電機的性能差異:
1、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為1.8°,五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72°、0.36°,也有一些高性能的步進(jìn)電機步距角更小。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證,KINCO伺服電機國內(nèi)標(biāo)配編碼器為8000inc/rev。
2、低頻特性不同
步進(jìn)電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況以及驅(qū)動器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機工作在低速時,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。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(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。
3、矩頻特性不同
步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時扭矩急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。伺服電機則不同,往往在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)(一般為2000RPM或3000RPM)均能輸出額定扭矩。
4、過載能力不同
步進(jìn)電機一般不具有過載能力,而伺服電機具有較強的過載能力,可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。Ecovario驅(qū)動器可以短時提供3倍額定電流輸出,具備較強的過載輸出能力。步進(jìn)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(zhuǎn)矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
5、運行性能不同
步進(jìn)電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速過高而停止時間較短又易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,為保證控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
6、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要上百毫秒。而伺服電機的加速時間往往只需要幾毫秒或幾十毫秒。常用于要求快速啟停的應(yīng)用場合。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。希望大家對伺服電機和步進(jìn)電機已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識,最后的最后,祝大家有個精彩的一天。