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伺服電機和步進電機的最大區別有哪些?

發布時間: 2020-06-23
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  伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。今天我們就從伺服電機與步進電機最大的區別來認識它們,只有對伺服電機與步進電機有深入的了解,我們才能更好地選擇適合不同工況的工業環境。下面我們來說說伺服電機和步進電機的最大區別有哪些?

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  首先來了解伺服電動機和步進電動機的內部結構:

  1,低頻特性不同

  步進電機低速時,容易發生低頻振動。振頻與負載狀況及驅動性能有關,一般認為振頻是電動機空載時起跳頻率的一半。這一低頻振動現象,是由步進電機的工作原理決定的,對機器的正常運行非常不利。步進電機在低速運行時,一般應采用阻尼技術,如在電機上加阻尼器,或在驅動上加減振器等,以克服低頻振動現象。

  交流伺服電機運行十分平穩,低速運行時也無振動現象。該系統具有諧振抑制功能,可以解決機械剛度不足的問題,同時該系統內部還具有頻率解析機能(FFT),通過 FFT可以檢測機械的共振點,便于系統調節。

  2,不同過載能力

  步進電機一般沒有過載的能力。具有較強過載能力的交流伺服電機。作為一個例子,松下交流伺服系統具有速度過載和力矩過載的特性。它的最大扭矩是額定扭矩的三倍,可以用來克服啟動時慣性負載所產生的扭矩。步進電動機由于沒有這樣的過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選擇較大轉矩的電機,而在正常運行中,電動機不需要這么大的轉矩,就會出現浪費力矩的現象。

  3,不同的速度響應性能

  步進馬達由靜止加速到工作速度(通常是每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。以松下 MSMA 400 W交流伺服電機為例,交流伺服系統從靜止加速到3000 RPM的額定轉速只需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。

  4,不同運行性能

  步進電機的控制采用開環控制,啟動頻率過高或負載過大容易發生丟步或堵轉,停止時轉速過高容易發生過沖現象,因此,應處理好升、降速度問題,以保證電機的控制精度。在交流伺服驅動系統中,采用閉環控制,可直接采集電機編碼器的反饋信號,并在內部形成位置環和速度環,一般不會出現步進電機丟步或過沖現象,控制性能更可靠。

  5,不同的控制精度

  兩相混合步進電動機的步距角一般為3.6°,1.8°;五相混合步進電動機的步距角一般為0.72°,0.36°。還有一些高性能的步進電機,步距角度較小。這種步距角可與德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產的三相混合式步進電機相兼容,步距角可設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°和0.036°,與四通公司生產的步距角相容。

  電機軸后端的旋轉編碼器保證了交流伺服電機的控制精度。就松下全數字交流伺服電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,所以對帶2500線標準編碼器的電機,其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對具有17位編碼器的馬達來說,每個驅動器接收217=131072個脈沖馬達旋轉,也就是說,它的脈沖當量是360°/131072=9.89秒。即1/655步距角為1.8°的步進電機脈沖當量。

  通過以上的分析,我們發現交流伺服系統在很多方面都優于步進電機。但是在一些要求不高的場合中也常采用步進電機作為執行電機。因此,在設計工業控制系統時,應綜合考慮控制要求、成本等因素,選擇合適的伺服控制系統。


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