步進電機是一種離散運動的裝置,它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前,的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應用十分,。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)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,能和應用場合上存在著較大的差異,F(xiàn)就二者的使用,能作一比較。
一、控制,不同。兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、 1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高,能的步進電機步距角小。如四通公司,的一種用于慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉公司(BERGER LAHR),的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)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,由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器。以松下全數(shù)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(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
二、低頻,,不同。
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻與負載情況和驅(qū)動器,能有關(guān),一般認為振動頻為電機空載起跳頻的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn),不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。交流伺服電機運轉(zhuǎn),平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛,不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻,,不同。
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功輸出。
四、過載能力不步進電機一般不具有過載能力。
交流伺服電機具有較,的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,它具有,過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服慣,負載在啟動,的慣,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,力矩,往往,選取較大轉(zhuǎn)矩的電機,而機器在正常工作期間又不,那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
五、運行,能不同。
步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為其控制,,應處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和,環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制,能為。
六、,響應,能不同。
步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)),200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速,能較好,以松下MSMA 400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多,能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以,在控制系統(tǒng)的,過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當?shù)目刂齐姍C。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達到,的目的;同時可以通過控制脈沖頻來控制電機轉(zhuǎn)動的,和加,,從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的,種電機,利用其沒有積累誤差(,為100%)的,點,,應用于各種開環(huán)控制。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。步進相對于伺服價格些! 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的,決定于編碼器的,(線數(shù))。 步進相對于伺服價格些!步進適用在低速。