伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的工作原理和六大區(qū)別
伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
區(qū)別1:控制的方式不同
步進(jìn)電機(jī)是通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的,一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)步距角。伺服電機(jī)是通過(guò)控制脈沖時(shí)間的長(zhǎng)短控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的。
區(qū)別2:所需的工作設(shè)備和工作流程不同
步進(jìn)電機(jī)所需的供電電源(所需電壓由驅(qū)動(dòng)器參數(shù)給出),一個(gè)脈沖發(fā)生器(現(xiàn)在多半是用板塊),一個(gè)步進(jìn)電機(jī),一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(驅(qū)動(dòng)器設(shè)定步距角角度,如設(shè)定步距角為0.45°,這時(shí),給一個(gè)脈沖,電機(jī)走0.45°);其工作流程為步進(jìn)電機(jī)工作一般需要兩個(gè)脈沖:信號(hào)脈沖和方向脈沖。伺服電機(jī)所需的供電電源是一個(gè)開關(guān)(繼電器開關(guān)或繼電器板卡),一個(gè)伺服電機(jī);其工作流程就是一個(gè)電源連接開關(guān),再連接伺服電機(jī)。
區(qū)別3:低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑.制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
區(qū)別4:矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,所以其工作轉(zhuǎn)速一般高至300~600r/min。
交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000或3000 r/min)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
區(qū)別5:過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。
交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其轉(zhuǎn)矩為額轉(zhuǎn)矩的3倍,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。(步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象)
區(qū)別6:速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400ms。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以松下MSMA400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000 r/min。僅需幾ms,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
說(shuō)白了,極對(duì)數(shù)多,轉(zhuǎn)速慢,控制角度的,動(dòng)力線引腳多的都是步進(jìn)電機(jī),而且功率往往比較低。而精度高,速度快,可應(yīng)用于速度,位置,力矩多場(chǎng)合控制的,動(dòng)力線都是UVW三線,通常都是伺服電機(jī)。而且通常極對(duì)數(shù)不超過(guò)5級(jí),功率從幾十瓦到幾十千瓦都有。
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