关于步进电机和伺服电机如何选择

发布时间:2023-01-12  

       步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。


控制精度不同

  两相混合式步进电机步距角一般为3.6度、 1.8度,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 度、0.36度。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09度;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8度、0.9度、0.72度、0.36度、0.18度、0.09度、0.072度、 0.036度,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。


  交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360度/10000=0.036度。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360度/131072=9.89秒。是步距角为1.8度的步进电机的脉冲当量的1/655。


低频特性不同:

  步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。


  交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。


矩频特性不同:

  步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。


过载能力不同:

       步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。


运行性能不同:

  步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。


速度响应性能不同:

  步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以CRT交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。


       综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。


       步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。


  您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。


  步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)
  永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;
  反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;
  混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    步进电机和伺服电机的主要区别;在许多领域都需要各种电机,包括知名的步进电机和伺服电机。但是,对于许多用户而言,他们不了解这两种电机的主要区别,因此他们始终不知道如何选择。那么,步进电机和伺服电机之间的主要区别......
    步进电机与伺服电机对比分析;在越来越多的高标准工业自动化应用领域,技术的进步正在改变步进电机和伺服电机之间的性能-成本比。 在采用了闭环技术后,闭环步进电机为用户提供出色的精度和效率,既能达到伺服电机......
    是带编码器并依靠编码器工作,而带编码器的闭环控制步进电机(步进伺服电机)兼有步进电机和伺服电机两者优点。 1、可频繁起动/停止 闭环步进电机驱动适用于需要频繁起动/停止的用途。 2、免增益调整 即使是在皮带机构、凸轮......
    长度。 第二个主要区别是极数。这里讨论的磁极是“磁极”,可以定义为转子上的北极或南磁极。这些磁极提供特定的稳定点,来自定子的磁通量将与转子相互作用。 要了解步进电机和伺服电机......
    步进电机和伺服电机的区别和选型;  步进电机和伺服电机是两种常见的电机类型,它们的应用场景和控制方式不同,下面是它们的区别和选型方法:   步进电机是一种开环控制电机,控制信号为脉冲信号,通过控制脉冲数量和频率来控制电机......
    它们同样适用于直线模组的运动驱动,但在实际使用中有着很大的差异,事实上,不同的项目选择的驱动电机也不同。那么使用步进电机和伺服电机有着怎样的区别? 1、控制精度不同,这两个电机的控制精度有一定的差距,这在电机......
    直线电机和伺服电机的区别_伺服电机和步进电机哪个好;  直线电机和伺服电机的区别   伺服电机通常是一种带有反馈控制系统的电机,可以根据控制器的指令实现精确位置、速度或扭矩控制。伺服电机......
    步进电机和伺服电机的主要区别在哪?;一、步进电机 而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎......
    步进电机和伺服电机的主要区别在哪;一、步进电机 而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎......
    步进电机和伺服电机哪个好_步进电机和伺服电机的区别;  什么是步进电机和伺服电机   步进电机和伺服电机都是常见的电动机种类,它们有着不同的工作原理和应用场合。   步进电机......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>