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最后更新:2022-05-17 作者 4分鐘閱讀
步進電機與伺服電機對比指南

步進電機與伺服電機對比指南

伺服電機用作控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器 數控機床 將接收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機內部的轉子是一塊永久磁鐵,由驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場作用下轉動,同時電機的編碼器將信號反饋給驅動器,驅動器將目標值與反饋值進行比較,調整轉子的轉動角度。

步進電機 VS 伺服電機

伺服電機的精度是由編碼器的精度決定的,也就是說伺服電機本身具有發(fā)脈沖的功能,它每旋轉一個角度就會發(fā)出相應數量的脈沖,這樣伺服驅動器和伺服電機編碼器的脈沖就形成了響應,所以是閉環(huán)控制。

步進電機是將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的開環(huán)控制元件步進電機裝置。在非過載情況下,電機的轉速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖個數,而不受負載變化的影響。

當步進驅動器接收到一個脈沖信號后,就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角??度,這個角度稱為“步距角”。步進可以通過控制脈沖個數來控制角位移,從而達到準確定位的目的。還可以通過控制驅動器的脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到高速的目的。因此,步進電機是開環(huán)控制。

步進電機和伺服電機的區(qū)別

控制器

步進電機控制器是一種能發(fā)出均勻脈沖信號的電子產品,它發(fā)出的信號進入步進電機驅動器后,由??驅動器轉換成步進電機所需的強電流信號,驅動步進電機運轉。步進電機控制器可以精確控制步進電機轉動每一個角度。驅動器接收到的是一個脈沖信號,每接收到一個脈沖,驅動器就會給電機一個脈沖,讓電機轉過一個固定的角??度。正因為這個特點,步進電機如今在各個行業(yè)中得到了廣泛的應用。

伺服電機控制器是用來控制伺服電機的控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流電機,是伺服系統(tǒng)的一部分,主要應用于高精度定位系統(tǒng),一般通過位置、速度、力矩3種方式控制伺服電機,實現高精度傳動系統(tǒng)定位,是目前傳動技術的高端產品。

控制精度

步進電機的相數和節(jié)拍越多,其精度越高;伺服電機采用內置編碼器,編碼器的刻度越多,其精度越高。

控制方式

一種是開環(huán)控制,一種是閉環(huán)控制。

低頻特性

步進電機在低速時容易產生低頻振動,一般采用阻尼或細分技術來克服低頻振動,而伺服電機在低速時不會產生振動。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可以彌補數控機床剛性不足,系統(tǒng)內部具有頻率分析功能(FFT),可以檢測數控機床的共振點,方便系統(tǒng)調整。

轉矩頻率特性

步進電機的輸出力矩會隨著轉速的增加而減小,交流伺服電機則為恒定的力矩輸出。

過載能力

步進電機不具備過載能力,而交流電機的過載能力較強。

經營業(yè)績

步進電機采用開環(huán)控制,啟動頻率過高或者負載過大容易丟步或者堵轉,速度過高容易超調。伺服系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅動器可直接采樣電機編碼器反饋信號,內部形成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現步進電機丟步或者超調的現象,控制性能更加可靠。

速度響應性能

步進電機從靜止加速到工作轉速需要數百毫秒的時間,而交流伺服系統(tǒng)的加速性能更好,一般只需幾毫秒,可以用于需要快速啟停的控制場合。

交流伺服系統(tǒng)在很多性能方面都優(yōu)于步進電機,但在一些要求不高的場合,步進電機也常常作為執(zhí)行電機使用,因此在控制系統(tǒng)的設計過程中,應綜合考慮控制要求、成本等各方面因素,選擇合適的控制電機。

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