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伺服电机和步进电机的最大区别有哪些?

发布时间: 2020-06-23
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  伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。今天我们就从伺服电机与步进电机最大的区别来认识它们,只有对伺服电机与步进电机有深入的了解,我们才能更好地选择适合不同工况的工业环境。下面我们来说说伺服电机和步进电机的最大区别有哪些?

 伺服电机和步进电机的最大区别有哪些?                                                   

  首先来了解伺服电动机和步进电动机的内部结构:

  1,低频特性不同

  步进电机低速时,容易发生低频振动。振频与负载状况及驱动性能有关,一般认为振频是电动机空载时起跳频率的一半。这一低频振动现象,是由步进电机的工作原理决定的,对机器的正常运行非常不利。步进电机在低速运行时,一般应采用阻尼技术,如在电机上加阻尼器,或在驱动上加减振器等,以克服低频振动现象。

  交流伺服电机运行十分平稳,低速运行时也无振动现象。该系统具有谐振抑制功能,可以解决机械刚度不足的问题,同时该系统内部还具有频率解析机能(FFT),通过 FFT可以检测机械的共振点,便于系统调节。

  2,不同过载能力

  步进电机一般没有过载的能力。具有较强过载能力的交流伺服电机。作为一个例子,松下交流伺服系统具有速度过载和力矩过载的特性。它的最大扭矩是额定扭矩的三倍,可以用来克服启动时惯性负载所产生的扭矩。步进电动机由于没有这样的过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选择较大转矩的电机,而在正常运行中,电动机不需要这么大的转矩,就会出现浪费力矩的现象。

  3,不同的速度响应性能

  步进马达由静止加速到工作速度(通常是每分钟几百转)需要200~400毫秒。以松下 MSMA 400 W交流伺服电机为例,交流伺服系统从静止加速到3000 RPM的额定转速只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

  4,不同运行性能

  步进电机的控制采用开环控制,启动频率过高或负载过大容易发生丢步或堵转,停止时转速过高容易发生过冲现象,因此,应处理好升、降速度问题,以保证电机的控制精度。在交流伺服驱动系统中,采用闭环控制,可直接采集电机编码器的反馈信号,并在内部形成位置环和速度环,一般不会出现步进电机丢步或过冲现象,控制性能更可靠。

  5,不同的控制精度

  两相混合步进电动机的步距角一般为3.6°,1.8°;五相混合步进电动机的步距角一般为0.72°,0.36°。还有一些高性能的步进电机,步距角度较小。这种步距角可与德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机相兼容,步距角可设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°和0.036°,与四通公司生产的步距角相容。

  电机轴后端的旋转编码器保证了交流伺服电机的控制精度。就松下全数字交流伺服电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,所以对带2500线标准编码器的电机,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对具有17位编码器的马达来说,每个驱动器接收217=131072个脉冲马达旋转,也就是说,它的脉冲当量是360°/131072=9.89秒。即1/655步距角为1.8°的步进电机脉冲当量。

  通过以上的分析,我们发现交流伺服系统在很多方面都优于步进电机。但是在一些要求不高的场合中也常采用步进电机作为执行电机。因此,在设计工业控制系统时,应综合考虑控制要求、成本等因素,选择合适的伺服控制系统。


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