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步进电机和伺服电机对比,各有千秋


在许多工业机械的运用场所中,步进电机都是不可或缺电动驱动产品。在其中,伺服电机、步进电机也是电动机种类中的一种。
 
步进电机是一种将电脉冲转换为角位移的电动执行器,伺服电机则就是指在伺服控制系统中操纵机械设备元器件运行的发动机,是一种补贴电机间接性变速装置。那麼您了解伺服电机和步进电机的差别在哪儿吗?
严格意义上来说,步进电机也归属于伺服电机的一种,伺服电机是专指能够 精准可控的电动机(指转速比、拐角、行程安排可控性这些),包含直流伺服电机、交流伺服电机、步进电机,但不严苛的时候大部分指交/直流伺服电机。
 
与交直流伺服电机对比,步进电机较大的特性是拐角、转速比均可便捷的精准操纵,自动控制系统简易,它选用次序单脉冲驱动器,先后序在电机定子间接性入不一样浪涌电流顺序,造成 步进电机的唇间磁性差别而带动电机转子旋转,操纵单脉冲的总数立即相匹配着电机转子的齿计步,因而不严格管理时,能够 省去相位传感器,并且转停后有锁紧工作能力,操纵起來比交直流电动机非常容易得多,因此 是最常见的伺服电机,尤其是在小输出功率、小容积的电机控制机械设备居于执政影响力。
 
但步进电机较大 的缺陷是转距较为小、输出功率较为小(较大 也仅仅在KW级別),旋转的平稳性也算不上好,一般用以中小型机电工程系统软件。
 
而交直流伺服电机的关键优势是输出功率大(达到百余kw)、转距大、速率范畴极高(能够 很慢还可以很快),并且转距丝滑、颤动小,一般用以大中型、性能卓越数控机床,但交/直流伺服控制系统的操纵都很繁杂,都必须精准的拐角感应器或是相位传感器做闭环控制系统,优化算法繁杂,并且成本费昂贵、容积巨大。
 
直流伺服电机一般选用工作电压操纵,极少数还可以选用电流量操纵,工作电压或电流量与电动机的转速比中间存有着一定的函数关系,自动控制系统依据转角传感器意见反馈的数据信号,操纵这一电动机工作电压,最终做到操纵电动机的转速比或拐角。
步进电机和伺服电机对比,各有千秋

步进电机和伺服电机的不一样取决于:

1、线性度不一样;
2、操纵方法不一样:一个是开环控制,一个是闭环控制系统;
3、低頻特点不一样:步进电机有低頻震动状况,伺服电机运行十分稳定;
4、矩频特点不一样;
5、负载工作能力不一样;
6、运作特性不一样;
 
从上边能够 看得出,交流伺服控制系统在特性层面好于步进电机,因此 伺服电机比步进电机价钱高。
 
步进电机做为一种开环控制的系统软件,和当代数据控制系统拥有 实质的联络。在现阶段中国的数据自动控制系统中,步进电机的运用十分普遍。伴随着全数显式交流伺服控制系统的出現,交流伺服电机也愈来愈多地运用于数据自动控制系统中。以便融入计算机控制的发展趋向,健身运动自动控制系统中大多数选用步进电机或全数显式交流伺服电机做为实行电机。尽管二者在操纵方法上类似(单脉冲和方位数据信号),但在性能指标和运用场所上存有着很大的差别。现就二者的性能指标作一一较为。

一、线性度不一样

两相混合式教学步进电机横距角一般为1.8°、0.9°,五相混合式教学步进电机横距角一般为0.72°、0.36°。也是有一些性能卓越的步进电机根据细分化后横距角更小。如东么川企业(MOONS‘)生产制造的二相混合式教学步进电机配搭其SR系列产品步进驱动器,其横距角可根据拨码有16档细分化能够 挑选1.8°、0.9°、0.45°、0.36°、0.225°、0.18°、0.1125°、0.09°、0.072°、0.05625°、0.045°、0.036°、0.028125°、0.018°、0.0144°、0.014°,适配了两相和五相混合式教学步进电机的横距角。
 
交流伺服电机的线性度由电动机轴后端旋转编码器确保。以M2交流伺服电机为例子,针对带2500线增加量式伺服电机的电动机来讲,因为控制器內部选用了四内存超频技术性,其单脉冲剂量为360°/10000=0.036°。针对带17位伺服电机的电动机来讲,控制器每接受131072个单脉冲电动机转一圈,即其单脉冲剂量为360°/131072=0.0027466°,是横距夹角1.8°的步进电机的单脉冲剂量的1/655。

二、低頻特点不一样

步进电机在低速档的时候容易出現低頻震动状况。
振动频率与负荷状况和控制器特性相关,一般觉得振动频率为电动机满载跳起頻率的一半。这类由步进电机的原理所决策的低頻震动状况针对设备的一切正常运行十分不好。当步进电机工作中在低速档时,一般应选用减振技术性来摆脱低頻震动状况,例如在电动机上添液压阻尼器,或控制器上选用细分化技术性等。
 
抗共震
 
步进电机系统软件的一点不够就取决于存有着原有的共震点,SR系列产品步进驱动器全自动测算共震点,并为此来调节控制系统,进而达到抑制共震的目地,巨大的提升了高频可靠性,促使髙速时有更大的扭矩輸出,更出色的髙速特性。
 
交流伺服电机运行十分稳定,即便在低速档时也不会出現震动状况。交流伺服控制系统具备共震抑止作用,可填补机械设备的刚度不够,而且系统软件內部具备頻率分析功能(FFT),可检验出机械设备的共震点,有利于系统软件调节。
 
震动抑止
 
伺服控制系统的震动抑止作用包括共震抑止及减振减震2个一部分。
 
共震抑止作用
 
出示2组陷波滤波器(NotchFilters),合理地摆脱因为机器设备机械系统原有特点导致的共震难题。
 
减振减震作用
 
可根据调整控制板出示的阻尼比改进全部内分泌系统的减振特点,进而合理减少系统软件的震动。
 

三、矩频特点不一样
 

步进电机的輸出扭矩随转速比上升而降低,且在较高速旋转时候骤降,因此 其最大工作中转速比一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒扭矩輸出,即在其额定值转速比(一般为2000RPM或3000RPM)之内,都能輸出额定值转距,在额定值转速比之上为恒输出功率輸出。
同样规格下的伺服电机与步进电机的速率扭矩特点较为
 

四、负载工作能力不一样

步进电机一般不具备负载工作能力。交流伺服电机具备极强的负载工作能力。以M2交流伺服控制系统为例子,它具备速率负载和转距负载工作能力。其较大 转距为额定值转距的二到三倍,可用以摆脱惯性力负荷在起动一瞬间的惯性力矩。步进电机由于沒有这类负载工作能力,在型号选择时以便摆脱这类惯性力矩,通常必须选择很大转距的电动机,而设备在一切正常工作中期内又不用那么大的转距,便出現了扭矩消耗的状况。
 

五、运作特性不一样
 

步进电机的操纵为开环控制,起动頻率过高或负荷过大易出現失步或匝间的状况,终止时转速比过高易出現过冲的状况,因此 为确保其线性度,应解决好升、减速难题。交流伺服电机驱动器系统软件为闭环控制系统,控制器可立即对电机编码器意见反馈数据信号开展取样,內部组成部位环和速率环,一般不容易出現步进电机的失步或过冲的状况,操纵特性更加靠谱。
 

六、速率回应特性不一样
 

步进电机从静止不动加快到工作中转速比(一般为每分好几百转)必须200~400ms。交流伺服控制系统的加快特性不错,以东么川400W交流伺服电机为例子,从静止不动加快到其额定值转速比3000RPM仅需几ms,可用以规定迅速起停的操纵场所。
 
总的来说,交流伺服控制系统在很多特性层面都好于步进电机。但在一些规定不太高的场所也常常用步进电机来做实行电机。因此 ,在自动控制系统的设计过程时要综合性考虑到操纵规定、成本费等各个方面的要素,采用适度的操纵电机。


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