來看伺服電機和步進電機的最大區別(最新改編)?

2021-01-09 伺服電機控制專家

網上對這一主題有很多回答,但都說得很片面,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。

首先,拓達官網小編來和大家一起來了解伺服電動機和步進電動機的內部結構:

從結構圖上可以比較直觀地了解伺服電機和步進電機,下面我們從以下幾個方面來了解兩者之間的最大差別。

1、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。

電機軸後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,由於驅動器內部採用了四倍頻技術,所以對帶2500線標準編碼器的電機,其脈衝當量為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個脈衝馬達旋轉,也就是說,它的脈衝當量是360°/131072=9.89秒。即1/655步距角為1.8°的步進電機脈衝當量。

2、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,一般應採用阻尼技術,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,低速運行時也無震動現象。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,便於系統調節。

3、不同矩頻特性

步進電機的輸出轉矩隨著轉速的提高而減小,在較高轉速下轉矩會急劇減小,因此其最高工作轉速一般在300~600 RPM之間。交流伺服電機輸出恆定力矩,即在恆定轉速(通常是2000 RPM或3000 RPM)範圍內均可輸出恆定力矩,在恆定轉速以上均可輸出恆定功率。

4、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。步進電動機由於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,電動機不需要這麼大的轉矩,就會出現浪費力矩的現象。

5、不同運行性能

步進電機的控制採用開環控制,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衝現象,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,採用閉環控制,可直接採集電機編碼器的反饋信號,並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衝現象,控制性能更可靠。

6、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,可用於要求快速啟停的控制場合。

7、不同運動控制方式

步進電動機與伺服電動機不同的運動控制方式

經過對上述7點的詳細分析,我們發現交流伺服系統在很多方面都優於步進電機。但是在一些要求不高的場合中也常採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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