《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【技術(shù)分享】一文讀懂步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的差距在哪里

2019-04-18

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  伺服電機(jī)到底比步進(jìn)電機(jī)貴在哪里?機(jī)電設(shè)備中有的地方用的伺服電機(jī)。有的地方用的是步進(jìn)電機(jī),價(jià)格是相差很遠(yuǎn)的。

  步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件,在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖個(gè)數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號,它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)安設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,稱為“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^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的,同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到高速的目的。

  伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電機(jī),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。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,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(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(線數(shù))也就是說伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,它每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)編碼器的脈沖形成了呼應(yīng),所以它是閉環(huán)控制,步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制。

  主要區(qū)別如下:

  控制精度:步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)越多,它的精確度就越高,伺服電機(jī)取塊于自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高;

  低頻特性:步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,當(dāng)它工作在低速時(shí)一般采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,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;

  矩頻特性:步進(jìn)電機(jī)輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降,高速時(shí)會(huì)急劇下降,伺服電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)為恒力矩輸出,在額定轉(zhuǎn)速上為恒功率輸出;

  過載能力:步進(jìn)電機(jī)不具備過載能力,伺服電機(jī)有較強(qiáng)的過載能力;

  速度響應(yīng)性能:步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒,而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,一般只需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。

  運(yùn)行性能:步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對電機(jī)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(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。


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