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不同电机性能!混合式步进电机与交流伺服电机

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人气:-发表时间:2020-11-18 18:09【

  步进电机是一种离散运动设备,与现代数字控制技术本质上相关。在当前的家用数字控制系统中,步进电动机被广泛使用。随着全数字交流伺服系统的出现,交流伺服电机越来越多地用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,大多数运动控制系统都使用步进电动机或全数字AC伺服电动机作为执行电动机。尽管两者在控制模式(脉冲序列和方向信号)方面相似,但是在性能和应用方面还是存在很大差异。现在比较两者的性能。

交流伺服电机.jpg

  一,不同的控制精度


  两相混合式步进电动机的步进角通常为3.6°,1.8°,五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72°,0.36°。还有一些步进角较小的高性能步进电机。例如,由Stone Company生产的用于慢动线材机床的步进电动机的步进角为0.09°;Berger Lahr生产的三相混合式步进电机可以通过步进角。DIP开关设置为与以下设备兼容的1.8°,0.9°,0.72°,0.36°,0.18°,0.09°,0.072°,0.036°两相和五相混合式步进电动机的步进角。


  交流伺服电机的控制精度由电机轴背面的旋转编码器保证。以松下的全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2500行编码器的电动机,由于驱动器内部采用了四重频率技术,因此其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于具有17位编码器的电动机,驱动器每次接收217=131072脉冲时,电动机旋转一圈,即,其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。它是步进电机的等效脉冲的1/655,步进角为1.8°。


  二,不同的低频特性


  步进电机在低速时容易产生低频振动。振动频率与负载条件和驱动器性能有关。通常认为振动频率是电动机的空载起飞频率的一半。由步进电机的工作原理确定的这种低频振动现象非常不利于机器的正常运行。当步进电动机以低速工作时,通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象,例如在电动机上增加阻尼器或在驱动器上使用细分技术。


  交流伺服电机运行非常平稳,即使在低速时也没有振动。交流伺服系统具有共振抑制功能,可以弥补机器的刚性不足,内部频率分析功能(FFT)可以检测机器的共振点,方便系统调整。


  三,力矩频率特性不同


  步进电机的输出转矩随转速的增加而减小,在较高的转速下会急剧下降,因此其最大工作速度一般为300?600RPM。交流伺服电机具有恒定的转矩输出,即可以在其额定速度(通常为2000RPM或3000RPM)内输出额定转矩,并在额定速度以上输出恒定功率。


  四,不同的过载能力


  步进电动机通常不具有过载能力。交流伺服电机具有很强的过载能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载功能。最大扭矩是额定扭矩的三倍,可用于克服启动时惯性负载的惯性矩。由于步进电机不具有这种过载能力,因此为了克服选择模型时的惯性力矩,通常需要选择更大的转矩电机,并且在正常运行期间电机不需要如此大的转矩,因此转矩出现。浪费现象。


  五,不同的性能负荷


  步进电机控制是开环控制。如果启动频率太高或负载太大,则很容易失去步伐或失速。速度过高时,容易过冲。因此,为确保其控制精度,应妥善处理。增加和减少速度问题。交流伺服驱动系统是一个闭环控制。驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。内部形成位置环和速度环。通常,步进电动机不会失步或超调,并且控制性能更可靠。


  六,不同的速度响应性能


  步进电机从静止状态加速到工作速度(通常为每分钟几百转)需要200到400毫秒。交流伺服系统的加速性能更好。以Panasonic MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止状态加速到额定转速3000RPM只需几毫秒,可用于需要快速启动和停止的控制情况。


  总之,交流伺服系统在许多方面都优于步进电机。但是,在一些要求较低的场合,步进电机通常用作执行电机。因此,在控制系统的设计过程中,应综合考虑控制要求和成本等各种因素,并选择合适的控制电动机。


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