伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的工作原理和六大區(qū)別分析

時(shí)間:2017-11-28

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。

要想?yún)^(qū)分,先得搞懂兩種之間的區(qū)別。

先說(shuō)工作原理:

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的??梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。

 

伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線(xiàn)數(shù))。

區(qū)別1:控制的方式不同

步進(jìn)電機(jī)是通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的,一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)步距角。伺服電機(jī)是通過(guò)控制脈沖時(shí)間的長(zhǎng)短控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的。

區(qū)別2:所需的工作設(shè)備和工作流程不同

步進(jìn)電機(jī)所需的供電電源(所需電壓由驅(qū)動(dòng)器參數(shù)給出),一個(gè)脈沖發(fā)生器(現(xiàn)在多半是用板塊),一個(gè)步進(jìn)電機(jī),一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(驅(qū)動(dòng)器設(shè)定步距角角度,如設(shè)定步距角為0.45°,這時(shí),給一個(gè)脈沖,電機(jī)走0.45°);其工作流程為步進(jìn)電機(jī)工作一般需要兩個(gè)脈沖:信號(hào)脈沖和方向脈沖。伺服電機(jī)所需的供電電源是一個(gè)開(kāi)關(guān)(繼電器開(kāi)關(guān)或繼電器板卡),一個(gè)伺服電機(jī);其工作流程就是一個(gè)電源連接開(kāi)關(guān),再連接伺服電機(jī)。

區(qū)別3:低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。

區(qū)別4:矩頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600r/min。

交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000或3000r/min)以?xún)?nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

區(qū)別5:過(guò)載能力不同

步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。

交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額轉(zhuǎn)矩的3倍,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。(步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)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(fèi)的現(xiàn)象)

區(qū)別6:速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400ms。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以松下MSMA400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000r/min。僅需幾ms,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

說(shuō)白了,極對(duì)數(shù)多,轉(zhuǎn)速慢,控制角度的,動(dòng)力線(xiàn)引腳多的都是步進(jìn)電機(jī),而且功率往往比較低。而精度高,速度快,可應(yīng)用于速度,位置,力矩多場(chǎng)合控制的,動(dòng)力線(xiàn)都是UVW三線(xiàn),通常都是伺服電機(jī)。而且通常極對(duì)數(shù)不超過(guò)5級(jí),功率從幾十瓦到幾十千瓦都有。

中傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:

凡本網(wǎng)注明[來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)(y3602.cn)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來(lái)源“中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來(lái)源的稿件,均來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來(lái)源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

關(guān)注伺服與運(yùn)動(dòng)控制公眾號(hào)獲取更多資訊

關(guān)注直驅(qū)與傳動(dòng)公眾號(hào)獲取更多資訊

關(guān)注中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)公眾號(hào)獲取更多資訊

最新新聞
查看更多資訊

娓娓工業(yè)

廣州金升陽(yáng)科技有限公司

熱搜詞
  • 運(yùn)動(dòng)控制
  • 伺服系統(tǒng)
  • 機(jī)器視覺(jué)
  • 機(jī)械傳動(dòng)
  • 編碼器
  • 直驅(qū)系統(tǒng)
  • 工業(yè)電源
  • 電力電子
  • 工業(yè)互聯(lián)
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機(jī)界面
  • PLC
  • 電氣聯(lián)接
  • 工業(yè)機(jī)器人
  • 低壓電器
  • 機(jī)柜
回頂部
點(diǎn)贊 0
取消 0