《電子技術(shù)應(yīng)用》
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直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

2017-12-27

  為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然三者在控制方式上相似,但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著的差異?,F(xiàn)大蘭電機(jī)小編就三者的優(yōu)點(diǎn)用途作一比較。

  交流伺服電機(jī)

  優(yōu)點(diǎn):

 ?、艧o(wú)電刷和換向器,因此工作可靠,對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。

 ?、贫ㄗ永@組散熱比較方便。

 ?、菓T量小,易于提高系統(tǒng)的快速性。

 ?、冗m應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。

  直流伺服電機(jī)

  優(yōu)點(diǎn):

  直流伺服電機(jī)特指直流有刷伺服電機(jī)——電機(jī)成本高結(jié)構(gòu)復(fù)雜,啟動(dòng)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),會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。

  直流伺服電機(jī)不包括直流無(wú)刷伺服電機(jī)——電機(jī)體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定,電機(jī)功率有局限做不大。容易實(shí)現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)不存在碳刷損耗的情況,效率很高,運(yùn)行溫度低噪音小,電磁輻射很小,長(zhǎng)壽命,可用于各種環(huán)境。

  用途:

 ?、鸥黝?lèi)數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。

 ?、菩枰_控制恒定轉(zhuǎn)速或需要精確控制轉(zhuǎn)速變化曲線的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

  按電機(jī)慣量大小可分為:

 ?、判T量直流電機(jī)——印刷電路板的自動(dòng)鉆孔機(jī)

 ?、浦袘T量直流電機(jī)(寬調(diào)速直流電機(jī))——數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)

 ?、谴髴T量直流電機(jī)——數(shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)

 ?、忍胤N形式的低慣量直流電機(jī)

  步進(jìn)電機(jī)

  優(yōu)點(diǎn):

  ⑴電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù);

  ⑵電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩(當(dāng)繞組激磁時(shí));

 ?、怯捎诿坎降木仍诎俜种桨俜种澹也粫?huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性;

 ?、葍?yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng);

 ?、捎捎跊](méi)有電刷,可靠性較高,因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命;

 ?、孰姍C(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定,因而可以采用開(kāi)環(huán)控制,這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡(jiǎn)單而且控制成本;

 ?、藘H僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn);

 ?、逃捎谒俣日扔诿}沖頻率,因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。

  缺陷:

 ?、湃绻刂撇划?dāng)容易產(chǎn)生共振;

  ⑵難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速;

 ?、请y以獲得較大的轉(zhuǎn)矩;

 ?、仍隗w積重量方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì),能源利用率低;

 ?、沙^(guò)負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步,高速工作時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)和噪聲。

  綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。


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