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步進電機和伺服電機的區別

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步進電機和伺服電機的區別

發布日期:2023-10-18 作者: 點擊:

步進電機和伺服電機的區別:

一:過載能力不同


步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。


二:運行性能不同


步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象,控制性能更為可靠。


三:速度影響性能不同


步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好,以松下msma400w交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000rpm僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。

伺服電機

四、控制精度不同


兩相混合式步進電機步距角一般為3.6度、1.8度,五相混合式步進電機步距角一般為0.72度、0.36度。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09度;德國百格拉公司(bergerlahr)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。


交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例,對于帶標準2500線編碼器的電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈沖當量為360度/10000=0.036度。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360度/131072=9.89秒。是步距角為1.8度的步進電機的脈沖當量的1/655。


五:低頻特性不同


步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。


交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(fft),可檢測出機械的共振點,便于系統調整。


六:矩頻特性不同


步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600rpm。


交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000rpm或3000rpm)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。




步進電機主要是依相數來做分類,而其中又以二相、五相步進電機為目前市場上所廣泛采用。二相步進電機每轉最細可分割為400等分,五相則可分割為1000等分,所以表現出來的特性以五相步進電機較佳、加減速時間較短、動態慣性較低。


隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。


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