伺服电机和步进电机的区别怎样确切拣选?

2020-03-17 21:38栏目:应用领域
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  伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器把持的U/V/W三相电变成电磁场,转子正在此磁场的感化下转动,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倾向值举行较量,调节转子转动的角度。伺服电机的精度肯定于编码器的精度(线数)。

  伺服电动机又称推行电动机,正在主动把持体系中,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。分为直流和调换伺服电动机两大类,其闭键特性是,当信号电压为零时无自转局面,转速跟着转矩的加添而匀速低落。伺服闭键靠脉冲来定位,根基上可能云云阐明,伺服电机接管到1个脉冲,就会挽救1个脉冲对应的角度,从而完毕位移,由于,伺服电机自身具备发出脉冲的效力,于是伺服电机每挽救一个角度,都市发出对应数目的脉冲,云云,和伺服电机回收的脉冲变成了照应,或者叫闭环,云云一来,体系就会明晰发了众少脉冲给伺服电机,同时又收了众少脉冲回来,云云,就也许很准确的把持电机的转动,从而完毕准确的定位,可能抵达0.001mm。

  步进电机是一种离散运动的安装,它和摩登数字把持本领有着性质的干系。正在目前邦内的数字把持体系中,步进电机的利用非常广博。跟着扫数字式调换伺服体系的显露,调换伺服电机也越来越众地利用于数字把持体系中。为了适合数字把持的发扬趋向,运动把持体系中公共采用步进电机或扫数字式调换伺服电机举动推行电动机。固然两者正在把持办法上一致(脉冲串和倾向信号)弹性联轴器,但正在应用功能和利用场所上存正在着较大的分歧。现就二者的应用功能作一较量。

  两相搀和式步进电机步距角普通为3.6°、 1.8°,五相搀和式步进电机步距角普通为0.72 °、0.36°。也有少少高功能的步进电机步距角更小。如四通公司临盆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)临盆的三相搀和式步进电机其步距角可通过拨码开闭修立为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、 0.036°,兼容了两相和五相搀和式步进电机的步距角。

  调换伺服电机的把持精度由电机轴后端的挽救编码器确保。以松下扫数字式调换伺服电机为例,看待带尺度2500线编码器的电机而言,因为驱动器内部采用了四倍频本领,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。看待带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。

  步进电机正在低速时易显露低频振动局面。振动频率与负载处境和驱动器功能相闭,普通以为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的办事道理所肯定的低频振动局面看待机械的寻常运转极度晦气。当步进电机办事正在低速时,普通应采用阻尼本领来降服低频振动局面,好比正在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分本领等。

  调换伺服电机运转极度稳固膜片联轴器,纵然正在低速时也不会显露振动局面。调换伺服体系具有共振逼迫效力,可涵盖呆滞的刚性亏损,而且体系内部具有频率解析性能(FFT),可检测出呆滞的共振点,便于体系调节。

  步进电机的输效能矩随转速升高而低落,且正在较高转速时会快速低落,于是其最高办事转速普通正在300~600RPM。伺服电机反应速度会比步进电机慢吗调换伺服电机为恒力矩输出,即正在其额定转速(普通为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。

  步进电机普通不具有过载才干。调换伺服电机具有较强的过载才干。以松下调换伺服体系为例,它具有速率过载和转矩过载才干。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于降服惯性负载正在启动刹那的惯性力矩。步进电机由于没有这种过载才干,正在选型时为了降服这种惯性力矩,往往须要采用较大转矩的电机,而机械正在寻常办事光阴又不须要那么大的转矩,便显露了力矩铺张的局面。

  步进电机的把持为开环把持,启动频率过高或负载过大易显露丢步或堵转的局面,阻滞时转速过高易显露过冲的局面,所认为确保其把持精度,应管束好升、降速题目。调换伺服驱动体系为闭环把持,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗驱动器可直接对电机编码器反应信号举行采样,内部组成职位环和速率环,普通不会显露步进电机的丢步或过冲的局面,把持功能更为牢靠。

  步进电机从静止加快到办事转速(普通为每分钟几百转)须要200~400毫秒。调换伺服体系的加快功能较好,以松下MSMA 400W调换伺服电机为例,从静止加快到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于央求急速启停的把持场所。

  综上所述,调换伺服体系正在很众功能方面都优于步进电机。但正在少少央求不高的场所也时常用步进电机来做推行电动机。于是,正在把持体系的策画经过中要归纳探讨把持央求、本钱等众方面的身分,选用恰当的把持电机。

  闭键视完全利用处境而定,浅易地说要确定:负载的本质(如水准照样笔直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等央求,上位把持央求(如对端口界面和通信方面的央求),闭键把持办法是职位、转矩照样速率办法。供电电源是直流照样调换电源,或电池供电,电压边界。据此以确定电机和配用驱动器或把持器的型号。

  原来,拣选什么样的电机应按照完全利用处境而定,各有其特性。请睹下外,自然清楚。

  速率边界 低(普通正在2000RPM以下,肆意矩电机小于1000RPM) 高(可达5000RPM),直流伺服电机更可达1~2万转/分

  反应办法 大大都为开环把持,也可接编码器,预防失步 闭环办法,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗编码器反应

  按照电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器。倘使须要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。看待大转矩电机,尽能够用高电压型驱动器,以得到精良的高速功能。

  2相电机本钱低,但正在低速时的晃动较大,高速时的力矩低落速。5相电机则振动较小,高速功能好,比2相电机的速率高30~50%,可正在局部场所庖代伺服电机。

  有刷电机本钱低,组织浅易,启动转矩大,调速边界宽,把持容易,须要庇护,但庇护便当(换碳刷),爆发电磁搅扰,对境遇有央求。因而它可能用于对本钱敏锐的寻常工业和民用场所。

  无刷电机体积小,重量轻,效能大,反应速,速率高,惯量小,转动滑腻,力矩安祥。把持繁杂,容易完毕智能化,其电子换相办法灵动,可能方波换相或正弦波换相。电机免庇护,成果很高,运转温度低,电磁辐射很小,龟龄命,可用于种种境遇。

  调换伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动把持中普通都用同步电机,它的功率边界大,可能做到很大的功率。大惯量,最高转动速率低,且跟着功率增大而急速低重。所以适合做低速稳固运转的利用。

  1)电源电压是否适当(过压很能够形成驱动模块的损坏);看待直流输入的+/-极性必然不行接错,驱动把持器上的电机型号或电流设定值是否适当(发轫时不要太大);

  2)把持信号线接牢靠,工业现场最好要探讨樊篱题目(如采用双绞线)不要发轫时就把须要接的线全接上,只连成最根基的体系,运转精良后,再逐渐接连。

  5)发轫运转的半小时内要亲近旁观电机的形态,如运动是否寻常,音响和温升处境,出现题目立地停机调节。

  1)电机力矩是否足够大,能否带头负载,因而咱们普通举荐用户选型时要选使劲矩比本质须要大50%~100%的电机,由于步进电机不行过负载运转,哪怕是刹那,都市形成失步,紧要时停转或犯法则原地频频动。

  2)上位把持器来的输入走步脉冲的电流是否够大(普通要10mA),以使光耦安祥导通,输入的频率是否过高,导致接管不到,倘使上位把持器的输出电道是CMOS电道,则也要选用CMOS输入型的驱动器。

  3)启动频率是否太高,正在启动顺序上是否修立了加快经过,最好从电机章程的启动频率内发轫加快到设定频率,哪怕加快时代很短,不然能够就担心祥,乃至处于惰态。

  4)电机未固定好时,有时会显露此情状,则属于寻常。由于,本质上此时形成了电机的剧烈共振而导致进入失步形态。电机必需固定好。

  可能的,也较量便当,只是速率题目,用于对反应速率央求不太高的利用。倘使央求急速的反应把持参数,最好用伺服运动把持卡,普通它上面有DSP和高速率的逻辑管束电道,以完毕高速高精度的运动把持。如S加快、众轴插补等。

  普通最好不要,更加是肆意矩电机,除非选用比须要的功率大一倍以上的开闭电源。由于,电机办事时是大电感型负载,会对电源端变成刹那的高压。而开闭电源的过载功能欠好,会护卫闭断,且其严紧的稳压功能又不须要,有时能够形成开闭电源和驱动器的损坏。可能用惯例的环形或R型变压器变压的直流电源。

  禁止拆开,伺服电机反应速度会比步进电机慢吗由于码盘内的石英片很容易决裂,且进入尘土后,寿命和精度都将无法确保,须要专业职员检修。

  不要,最好让厂家去做,拆开后没有专业兴办很难安设回原样,电机的转定子间的间隙无法确保。磁钢资料的功能被反对,乃至形成失磁,电机力矩大大低落。

  规定上是可能的,但要搞了了电机的本领参数后才具配用,不然会大大低重应有的成就,乃至影响永恒运转和寿命。最好向供应商商议后再肯定。

  寻常来说这不是题目,只须电机正在所设定的速率和电流极限值内运转。由于电机速率与电机线电压成正比,因而拣选某种电源电压不会惹起过速,但能够爆发驱动器等阻碍。 其余, 必需确保电机相符驱动器的最小电感系数央求,况且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。

  真相上,倘使你能正在你策画的安装中让电机跑地较量慢的话 (低于额定电压),这是很好的。 以较低的电压 (因而较量低的速率) 运转会使得电刷运转反弹较少,况且电刷/换向器磨损较小,较量低的电流打发和较量长的电机寿命。 另一方面,倘使电机巨细的范围和功能的央求须要特殊的转矩及速率,过分驱动电机也是可能的,但会殉难产物的应用寿命。

  举荐拣选电源电压值比最大所需的电压高10%-50%。此百分比因Kt, Ke,以及体系内的电压降而分歧。驱动器的电流值应当足够传送利用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压分歧, 因而驱动器输出电流也与输入电流不无别。为确定适当的供电电流,须要谋略此利用整个的功率需求,再加添5%。按I = P/V公式谋略即可取得所需电流值。

  开环形式 输入敕令电压把持驱动器的输出负载率。此形式用于无刷电机驱动器,和有刷电机驱动器的电压形式无别。

  电压形式 输入敕令电压把持驱动器的输出电压。此形式用于有刷电机驱动器,和无刷电机驱动器的开环形式无别。

  电流形式(力矩形式) 输入敕令电压把持驱动器的输出电流(力矩)。驱动器调节负载率以维系敕令电流值。伺服电机反应速度会比步进电机慢吗倘使驱动器可能速率或职位环办事,普通都含有此形式。

  IR积蓄形式 输入敕令把持电机速率。IR积蓄形式可用于把持无速率反应安装电机的速率。驱动器会调节负载率来积蓄输出电流的更动。当敕令反应为线性时,正在力矩扰动处境下,此形式的精度就比不上闭环速率形式了。

  Hall速率形式 输入敕令电压把持电机速率。此形式应用电机上hall传感器的频率来变成速率闭环。 因为hall传感器的低诀别率,此形式普通不必于低速运动利用。

  编码器速率形式 输入敕令电压把持电机速率。此形式应用电机上编码器脉冲的频率来变成速率闭环。因为编码器的高诀别率,此形式可用于种种速率的滑腻运动把持。

  测速机形式 输入敕令电压把持电机速率。此形式应用电机上模仿测速机来变成速率闭环。因为直流测速机的电压为模仿连结性,此形式适合很高精度的速率把持。当然,正在低速处境下,它也容易受到搅扰。

  模仿职位环形式(ANP 形式) 输入敕令电压把持电机的转动职位。这原来是一种正在模仿安装中供应职位反应的变更的速率形式(如可调电位器、变压器等)。正在此形式下,电机速率正比于职位差错。且具有更急速的反应和更小的稳态差错。

  a. 倘使正在调换电源和驱动器直流总线(如变压器)之间没有远隔的话,不要将直流总线的非远隔端口或非远隔信号的地接大地,这能够会导致兴办损坏和职员危害。由于调换的民众电压并不是对大地的,正在直流总线地和大地之间能够会有很高的电压。

  b. 正在大都伺服体系中,整个的民众地和大地正在信号端是接正在一道的。众种接连大地办法爆发的地回道很容易受噪音影响而正在分歧的参考点上爆发电流。

  c. 为了维系敕令参考电压的恒定,要将驱动器的信号地接到把持器的信号地。 它也会接到外部电源的地,这将影响到把持器和驱动器的办事(如:编码器的5V电源)。

  d. 樊篱层接地是较量贫乏的,有几种措施。准确的樊篱接地处是正在其电道内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接管是否同时接地,或者浮空。要确保樊篱层正在统一个点接地使得地电流不会流过樊篱层。

  倘使探讨到电机爆发的颠末减速器的最大连结转矩,很众减速比会远远赶过减速器的转矩品级。 倘使咱们要策画每个减速器来般配满转矩,减速器的内部齿轮会有太众组合(体积较大、资料众)。 云云会使得产物价钱高,且违反了产物的高功能、小体积规定。

  行星减速器普通用于正在有限的空间里须要较高的转矩时,即小体积大转矩,况且它的牢靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。正齿轮减速器则用于较低的电流打发,低噪音和高成果低本钱利用。

  示波器查验驱动器的电流监控输出端时,出现它全为噪声,无法读出 电流监控输出端没有与调换电源相远隔(变压器) 可能用直流电压外检测旁观

  电机正在一个倾向上比另一个倾向跑得速 无刷电机的相位搞错 检测或查出准确的相位

  正在不必于测试时,测试/过错开闭打正在测试职位 将测试/过错开闭打正在过错职位

  编码器速率反应时,编码器电源失电 查验接连5V编码器电源。确保该电源能供应足够的电流。如应用外部电源,确保该电压是对驱动器信号地的。

  灯是绿的,不过电机不动 一个或众个倾向的电机禁止行为 查验+INHIBIT 和 ?INHIBIT 端口

  上电后,驱动器的LED灯不亮 供电电压太低,小于最小电压值央求 查验并进步供电电压

  当电机转动时, LED灯闪动 HALL相位谬误 查验电机相位设定开闭(60°/120°)是否准确。 大都无刷电机都是120°相差。

  LED灯永远维系血色 存正在阻碍 缘由: 过压、欠压、短道、过热、驱动器禁止、HALL无效

  负载率(duty cycle)是指电机正在每个办事周期内的办事时代/(办事时代+非办事时代)的比率。倘使负载率低,就答允电机以3倍连结电流短时代运转,从而比额定连结运转时爆发更大的气力。

  普通都是可能的。你可能把直线电机就作为挽救电机,如直线步进电机、有刷、无刷和调换直线电机。完全请向供应商商议。

  可能。按照用户的央求,笔直安设时咱们可能加装动子滑块平均安装或加装导轨抱闸刹车。

  因为定子和动子之间没有呆滞接连,于是清扫了背隙、磨损、卡死题目,运动越发滑腻。优秀了更高精度、高速率、高加快率、反应速、运动滑腻、把持精度高、牢靠性好体积紧凑、外形高度低、龟龄命、免庇护等特性。

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