伺服电机和步进电机的区别是什么

2020-03-17 21:37栏目:应用领域
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  伺服电机和步进电机的区别是什么_板滞/仪外_工程科技_专业原料。伺服电机和步进电机的区别是什么? 步进电机和交换伺服电机本能比力 步进电机是一种离散运动的安装, 它和今世数字管制技能有着本色的接洽。 正在目前邦内的数 字管制体系中,步进电机的行使相等寻常。跟着全豹字

  伺服电机和步进电机的区别是什么? 步进电机和交换伺服电机本能比力 步进电机是一种离散运动的安装, 它和今世数字管制技能有着本色的接洽。 正在目前邦内的数 字管制体系中,步进电机的行使相等寻常。跟着全豹字式交换伺服体系的呈现,交换伺服电 机也越来越众地行使于数字管制体系中。 为了适当数字管制的起色趋向, 运动管制体系中大 众采用步进电机或全豹字式交换伺服电机行为推行电动机。 固然两者正在管制体例上好像 (脉 冲串和宗旨信号),但正在运用本能和行使形势上存正在着较大的分别。现就二者的运用本能作 一比力。 一、管制精度差异 两相混淆式步进电机步距角平常为 3.6° 、 1.8° ,五相混淆式步进电机步距角平常为 0.72 ° 、 0.36° 。也有极少高本能的步进电机步距角更小。如四通公司坐蓐的一种用于慢走丝机床的 步进电机,其步距角为 0.09° ;德邦百格拉公司(BERGER LAHR)坐蓐的三相混淆式步进 电机其步距角可通过拨码开闭修设为 1.8° 、0.9° 、0.72° 、0.36° 、0.18° 、0.09° 、0.072° 、 0.036° ,兼容了两相和五相混淆式步进电机的步距角。 交换伺服电机的管制精度由电机轴后端的挽救编码器确保。 以松下全豹字式交换伺服电机为 例,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗对付带轨范 2500 线编码器的电机而言,因为驱动器内部采用了四倍频技能,其脉冲当 量为 360° /10000=0.036° 。对付带 17 位编码器的电机而言,驱动器每接管 217=131072 个 脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为 360° /131072=9.89 秒。是步距角为 1.8° 的步进电机的脉 冲当量的 1/655。 二、低频特质差异 步进电机正在低速时易呈现低频振动征象。 振动频率与负载情形和驱动器本能相闭, 平常以为 振动频率为电机空载起跳频率的一半。 这种由步进电机的作事道理所决心的低频振动征象对 于机械的寻常运转异常晦气。 当步进电机作事正在低速时, 平常应采用阻尼技能来征服低频振 动征象,好比正在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技能等。 交换伺服电机运转异常平定, 尽管正在低速时也不会呈现振动征象。 交换伺服体系具有共振抑 制功用,可涵盖板滞的刚性亏欠,而且体系内部具有频率解析性能(FFT),可检测出板滞 的共振点,便于体系调解。 三、矩频特质差异 步进电机的输效能矩随转速升高而低重, 且正在较高转速时会快速低重, 因而其最高作事转速 平常正在 300~600RPM。交换伺服电机为恒力矩输出,即正在其额定转速(平常为 2000RPM 或 3000RPM)以内,都能输出额定转矩,正在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载才能差异 步进电机平常不具有过载才能。 交换伺服电机具有较强的过载才能。 以松下交换伺服体系为 例,它具有速率过载和转矩过载才能。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于征服惯性负载 正在启动刹时的惯性力矩。 步进电机由于没有这种过载才能, 正在选型时为了征服这种惯性力矩, 往往必要抉择较大转矩的电机, 而机械正在寻常作事岁月又不必要那么大的转矩, 便呈现了力 矩浪掷的征象。 五、运转本能差异 步进电机的管制为开环管制, 启动频率过高或负载过大易呈现丢步或堵转的征象, 阻止时转 速过高易呈现过冲的征象,所认为确保其管制精度,应治理好升、降速题目。交换伺服驱动 体系为闭环管制, 驱动器可直接对电机编码器反应信号举行采样, 内部组成身分环和速率环, 平常不会呈现步进电机的丢步或过冲的征象,管制本能更为牢靠。 六、速率反响本能差异 步进电机从静止加快到作事转速(平常为每分钟几百转)必要 200~400 毫秒。交换伺服系 统的加快本能较好,以松下 MSMA 400W 交换伺服电机为例,从静止加快到其额定转速 3000RPM 仅需几毫秒,可用于央浼迅速启停的管制形势。 综上所述, 交换伺服体系正在很众本能方面都优于步进电机。但正在极少央浼不高的 形势也常常用步进电机来做推行电动机。因而,正在管制体系的打算经过中要归纳 商讨管制央浼、本钱等众方面的成分,选用妥当的管制电机。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的推行机构。 当步进驱动器接管到一个脉冲信号, 它 就驱动步进电机按设定的宗旨转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的挽救是以固定的角 度一步一步运转的。能够通过管制脉冲个数来管制角位移量,从而到达凿凿定位的宗旨;同 时能够通过管制脉冲频率来管制电机转动的速率和加快率, 从而到达调速的宗旨。 步进电机 能够行为一种管制用的特种电机,使用其没有蕴蓄堆积差错(精度为 100%)的特征,寻常行使于 各式开环管制。 现正在比力常用的步进电机囊括反映式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混淆式步 进电机(HB)和单相式步进电机等。步进相对付伺服价钱省钱些! 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器管制的 U/V/W 三相电变成电磁场,转子正在此磁场的 功用下转动, 同时电机自带的编码器反应信号给驱动器, 驱动器按照反应值与宗旨值举行比 较,调解转子转动的角度。伺服电机的精度决心于编码器的精度(线数)。 步进相对付伺服价钱省钱些!步进合用正在低速, 司服电机是延续运转,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗步进电机是断续运转,相似是。 伺服电机是遵守功用说得,指的是用于伺服的电机。寻常是直流电机,即能够延续挽救的电 机。 步进电机是遵守特人命名的,指它的转动是一步一步的。比如一个 360 分度的步进电机, 转一圈要走 360 步,每一步转 1 度,假使你央浼它转半度,是不行以达成的。 注视步进电机也能够用作伺服。 伺服电机平常是功率小,运转精准,能高速制动,惯量小,适合闭环管制,也便是能检测到实践位 置和外面身分的差错,并驱除. 步进电机:把一圈分成若干步,不累积差错,平常用做开环管制. 阐明:步进电机也能做 伺服电机用 伺服电机和步进电机的区别 默认分类 2007-08-19 22:01:11 阅读 236 评论 0 字号:大中小 一、伺服电机的原料 交换伺服电机的作事道理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器管制的 U/V/W 三相电变成电磁场,转子正在此磁场的功用下转动,同 时电机自带的编码器反应信号给驱动器,驱动器按照反应值与宗旨值举行比力,调解转子转动的角度。伺 服电机的精度决心于编码器的精度(线数) 。 什么是伺服电机?有几品种型?作事特征是什么? 答:伺服电动机又称推行电动机,正在主动管制体系中,用作推行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴 上的角位移或角速率输出。分为直流和交换伺服电动机两大类,其首要特征是,当信号电压为零时无自转 征象,转速跟着转矩的加众而匀速低重, 请问交换伺服电机和无刷直流伺服电机正在功用上有什么区别? 答:交换伺服要好极少,由于是正弦波管制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比力大略,便 宜。 永磁交换伺服电动机 20 世纪 80 年代以还,跟着集成电道、电力电子技能和交换可变速驱动技能的起色,永磁交换伺服驱 动技能有了卓绝的起色,各邦出名电气厂商接踵推出各自的交换伺服电动机和伺服驱动器系列产物并接续 完美和更新。交换伺服体系已成为现代高本能伺服体系的首要起色宗旨,使正本的直流伺服面对被落选的 紧急。90 年代往后,天下各邦一经商品化了的交换伺服体系是采用全豹字管制的正弦波电动机伺服驱动。 交换伺服驱动安装正在传动周围的起色日月牙异。永磁交换伺服电动机同直流伺服电动机比力,首要长处有: ⑴无电刷和换向器,于是作事牢靠,对爱护和珍重央浼低。 ⑵定子绕组散热比力容易。 ⑶惯量小,易于进步体系的迅速性。 ⑷适当于高速大举矩作事状况。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 自从德邦 MANNESMANN 的 Rexroth 公司的 Indramat 分部正在 1978 年汉诺威生意展览会上正式推出 MAC 永磁交换伺服电动机和驱动体系,这标识着此种新一代交换伺服技能已进入适用化阶段。到 20 世纪 80 年代中后期,各公司都已有完备的系列产物。全体伺服安装市集都转向了交换体系。早期的模仿体系正在 诸如零漂、抗滋扰、牢靠性、精度和柔性等方面存正在亏欠,尚不行齐备餍足运动管制的央浼,近年来跟着 微治理器、新型数字信号治理器(DSP)的行使,呈现了数字管制体系,管制个人可齐备由软件举行。 到目前为止,高本能的电伺服体系大家采用永磁同步型交换伺服电动机,管制驱动器众采用迅速、准 确定位的全豹字身分伺服体系。类型坐蓐厂家如德邦西门子、美邦科尔摩根和日本松下及安川等公司。 日本安川电机创制所推出的小型交换伺服电动机和驱动器,此中 D 系列合用于数控机床(最高转速为 1000r/min,力矩为 0.25~2.8N.m) ,R 系列合用于机械人(最高转速为 3000r/min,力矩为 0.016~ 0.16N.m) 。之后又推出 M、F、S、H、C、G 六个系列。20 世纪 90 年代先后推出了新的 D 系列和 R 系 列。由旧系列矩形波驱动、8051 单片机管制改为正弦波驱动、80C、154CPU 和门阵列芯片管制,力矩波 动由 24%低重到 7%,并进步了牢靠性。云云,只用了几年时光变成了八个系列(功率周围为 0.05~6kW ) 较完备的体例,餍足了作事板滞、搬运机构、焊接板滞人、装置机械人、电子部件、加工板滞、印刷机、 高速卷绕机、绕线机等的差异必要。 二、步进电机的根本道理 步进电机行为推行元件,是机电一体化的环节产物之一, 寻常行使正在各式主动化管制体系中。跟着微 电子和预备机技能的起色,步进电机的需求量日新月异,正在各个邦民经济周围都有行使。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的推行机构。当步进驱动器接管到一个脉冲信号,它就驱动步 进电机按设定的宗旨转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的挽救是以固定的角度一步一步运转的。能够 通过管制脉冲个数来管制角位移量,从而到达凿凿定位的宗旨;同时能够通过管制脉冲频率来管制电机转 动的速率和加快率,从而到达调速的宗旨。步进电性能够行为一种管制用的特种电机,使用其没有蕴蓄堆积误 差(精度为 100%)的特征,寻常行使于各式开环管制。 现正在比力常用的步进电机囊括反映式步进电机(VR) 、永磁式步进电机(PM) 、混淆式步进电机(HB) 和单相式步进电机等。 永磁式步进电机平常为两相,转矩和体积较小,步进角平常为 7.5 度 或 15 度; 反映式步进电机平常为三相,可达成大转矩输出,步进角平常为 1.5 度,但噪声和振动都很大。反映式步 进电机的转子磁道由软磁质料制成,定子上有众相励磁绕组,使用磁导的变更爆发转矩。 混淆式步进电机是指混淆了永磁式和反映式的长处。它又分为两相和五相:两相步进角平常为 1.8 度而五 相步进角平常为 0.72 度。这种步进电机的行使最为寻常,也是本次细分驱动计划所选用的步进电机。 步进电机的极少根本参数: 电机固有步距角: 它透露管制体系每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如 86BYG250A 型电机给出的值为 0.9° /1.8° (透露半步作事时为 0.9° 、整步作事时为 1.8° ) ,这个步距角能够 称之为?电机固有步距角?,它不必定是电机实践作事时的真正步距角,真正的步距角和驱动器相闭。 步进电机的相数: 是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数差异,其步距角也 差异,平常二相电机的步距角为 0.9° /1.8° 、三相的为 0.75° /1.5° 、五相的为 0.36° /0.72° 。正在没有细分驱动 器时,用户首要靠抉择差异相数的步进电机来餍足本身步距角的央浼。假使运用细分驱动器,则?相数?将变 得没有心义,用户只需正在驱动器上变换细分数,就能够变换步距角。 连结转矩(HOLDING TORQUE) : 是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最厉重的参数之一,寻常步进电机 正在低速时的力矩亲近连结转矩。因为步进电机的输效能矩随速率的增大而接续衰减,输出功率也随速率的 增大而变更,因而连结转矩就成为了量度步进电机最厉重的参数之一。好比,当人们说 2N.m 的步进电机, 正在没有分外阐明的情形下是指连结转矩为 2N.m 的步进电机。 DETENT TORQUE: 是指步进电机没有通电的情形下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 正在邦内没有联合的翻译体例, 容易使行家爆发歪曲;因为反映式步进电机的转子不是永磁质料,因而它没有 DETENT TORQUE。 步进电机的极少特征: 1.平常步进电机的精度为步进角的 3-5%,且不累积。 2.步进电机外面容许的最高温度。 步进电机温渡过高开始会使电机的磁性质料退磁,从而导勉力矩低重以致于失步,于是电机外面容许的最 高温度应取决于差异电机磁性质料的退磁点;平常来讲,磁性质料的退磁点都正在摄氏 130 度以上,有的甚 至高达摄氏 200 度以上,因而步进电机外面温度正在摄氏 80-90 度齐备寻常。 3.步进电机的力矩会随转速的升高而低重。伺服电机反应速度会比步进电机慢吗 当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将变成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。正在它的作 用下,电机随频率(或速率)的增大而相电流减小,从而导勉力矩低重。 4.步进电机低速时能够寻常运转,但若高于必定速率就无法启动,并伴有啸啼声。 步进电机有一个技能参数:空载启动频率,即步进电机正在空载情形下也许寻常启动的脉冲频率,假使脉冲 频率高于该值,电机不行寻常启动,可以爆发丢步或堵转。正在有负载的情形下,启动频率应更低。假使要 使电机到达高速转动,脉冲频率该当有加快经过,即启动频率较低,然后按必定加快率升到所愿望的高频 (电机转速从低速升到高速) 。 步进电动机以其明显的特征,正在数字化创制时期阐发着巨大的用处。伴跟着差异的数字化技能的起色以及 步进电机自身技能的进步,步进电机将会正在更众的周围获得行使。 三、伺服电机和步进电机的区别 步进电机和交换伺服电机本能比力 步进电机是一种离散运动的安装,它和今世数字管制技能有着本色的接洽。正在目前邦内的数字管制体系中, 步进电机的行使相等寻常。跟着全豹字式交换伺服体系的呈现,交换伺服电机也越来越众地行使于数字控 制体系中。为了适当数字管制的起色趋向,运动管制体系中大家采用步进电机或全豹字式交换伺服电机作 为推行电动机。固然两者正在管制体例上好像(脉冲串和宗旨信号) ,但正在运用本能和行使形势上存正在着较大 的分别。现就二者的运用本能作一比力。 1、管制精度差异 两相混淆式步进电机步距角平常为 3.6° 、 1.8° ,五相混淆式步进电机步距角平常为 0.72 ° 、0.36° 。也 有极少高本能的步进电机步距角更小。如四通公司坐蓐的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为 0.09° ;德邦百格拉公司(BERGER LAHR)坐蓐的三相混淆式步进电机其步距角可通过拨码开闭修设为 1.8° 、0.9° 、0.72° 、0.36° 、0.18° 、0.09° 、0.072° 、0.036° ,兼容了两相和五相混淆式步进电机的步距角。 交换伺服电机的管制精度由电机轴后端的挽救编码器确保。以松下全豹字式交换伺服电机为例,对付 带轨范 2500 线编码器的电机而言,因为驱动器内部采用了四倍频技能,其脉冲当量为 360° /10000=0.036° 。对付带 17 位编码器的电机而言,驱动器每接管 217=131072 个脉冲电机转一圈,即 其脉冲当量为 360° /131072=9.89 秒。是步距角为 1.8° 的步进电机的脉冲当量的 1/655。 2、低频特质差异 步进电机正在低速时易呈现低频振动征象。振动频率与负载情形和驱动器本能相闭,平常以为振动频率 为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的作事道理所决心的低频振动征象对付机械的寻常运转异常 晦气。当步进电机作事正在低速时,平常应采用阻尼技能来征服低频振动征象,好比正在电机上加阻尼器,或 驱动器上采用细分技能等。 交换伺服电机运转异常平定,尽管正在低速时也不会呈现振动征象。交换伺服体系具有共振箝制功用, 可涵盖板滞的刚性亏欠,而且体系内部具有频率解析性能 (FFT) ,可检测出板滞的共振点,便于体系调解。 3、矩频特质差异 步进电机的输效能矩随转速升高而低重 , 且正在较高转速时会快速低重 , 因而其最高作事转速平常正在 300 ~600RPM。交换伺服电机为恒力矩输出,即正在其额定转速(平常为 2000RPM 或 3000RPM)以内,都能 输出额定转矩,正在额定转速以上为恒功率输出。 4、过载才能差异 步进电机平常不具有过载才能。交换伺服电机具有较强的过载才能。以松下交换伺服体系为例,它具 有速率过载和转矩过载才能。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于征服惯性负载正在启动刹时的惯性力矩。 步进电机由于没有这种过载才能,正在选型时为了征服这种惯性力矩,往往必要抉择较大转矩的电机,而机 器正在寻常作事岁月又不必要那么大的转矩,便呈现了力矩浪掷的征象。 5、运转本能差异 步进电机的管制为开环管制,启动频率过高或负载过大易呈现丢步或堵转的征象,阻止时转速过高易 呈现过冲的征象,所认为确保其管制精度,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗应治理好升、降速题目。交换伺服驱动体系为闭环管制,驱动 器可直接对电机编码器反应信号举行采样,内部组成身分环和速率环,平常不会呈现步进电机的丢步或过 冲的征象,管制本能更为牢靠。 6、速率反响本能差异 步进电机从静止加快到作事转速(平常为每分钟几百转)必要 200~400 毫秒。交换伺服体系的加快 本能较好,以松下 MSMA 400W 交换伺服电机为例,从静止加快到其额定转速 3000RPM 仅需几毫秒,可 用于央浼迅速启停的管制形势。 综上所述,交换伺服体系正在很众本能方面都优于步进电机。但正在极少央浼不高的形势也常常用步进电机来 做推行电动机。因而,正在管制体系的打算经过中要归纳商讨管制央浼、本钱等众方面的成分,选用妥当的 管制电机。

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