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          不同電機性能!混合式步進電機與交流伺服電機

          發表時間:2020-11-18 18:09【 閱讀量:-

            步進電機是一種離散運動設備,與現代數字控制技術本質上相關。在當前的家用數字控制系統中,步進電動機被廣泛使用。隨著全數字交流伺服系統的出現,交流伺服電機越來越多地用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,大多數運動控制系統都使用步進電動機或全數字AC伺服電動機作為執行電動機。盡管兩者在控制模式(脈沖序列和方向信號)方面相似,但是在性能和應用方面還是存在很大差異?,F在比較兩者的性能。

          交流伺服電機.jpg

            一,不同的控制精度


            兩相混合式步進電動機的步進角通常為3.6°,1.8°,五相混合式步進電動機的步進角通常為0.72°,0.36°。還有一些步進角較小的高性能步進電機。例如,由Stone Company生產的用于慢動線材機床的步進電動機的步進角為0.09°;Berger Lahr生產的三相混合式步進電機可以通過步進角。DIP開關設置為與以下設備兼容的1.8°,0.9°,0.72°,0.36°,0.18°,0.09°,0.072°,0.036°兩相和五相混合式步進電動機的步進角。


            交流伺服電機的控制精度由電機軸背面的旋轉編碼器保證。以松下的全數字交流伺服電機為例。對于帶有標準2500行編碼器的電動機,由于驅動器內部采用了四重頻率技術,因此其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于具有17位編碼器的電動機,驅動器每次接收217=131072脈沖時,電動機旋轉一圈,即,其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。它是步進電機的等效脈沖的1/655,步進角為1.8°。


            二,不同的低頻特性


            步進電機在低速時容易產生低頻振動。振動頻率與負載條件和驅動器性能有關。通常認為振動頻率是電動機的空載起飛頻率的一半。由步進電機的工作原理確定的這種低頻振動現象非常不利于機器的正常運行。當步進電動機以低速工作時,通常應使用阻尼技術來克服低頻振動現象,例如在電動機上增加阻尼器或在驅動器上使用細分技術。


            交流伺服電機運行非常平穩,即使在低速時也沒有振動。交流伺服系統具有共振抑制功能,可以彌補機器的剛性不足,內部頻率分析功能(FFT)可以檢測機器的共振點,方便系統調整。


            三,力矩頻率特性不同


            步進電機的輸出轉矩隨轉速的增加而減小,在較高的轉速下會急劇下降,因此其最大工作速度一般為300?600RPM。交流伺服電機具有恒定的轉矩輸出,即可以在其額定速度(通常為2000RPM或3000RPM)內輸出額定轉矩,并在額定速度以上輸出恒定功率。


            四,不同的過載能力


            步進電動機通常不具有過載能力。交流伺服電機具有很強的過載能力。以松下交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載功能。最大扭矩是額定扭矩的三倍,可用于克服啟動時慣性負載的慣性矩。由于步進電機不具有這種過載能力,因此為了克服選擇模型時的慣性力矩,通常需要選擇更大的轉矩電機,并且在正常運行期間電機不需要如此大的轉矩,因此轉矩出現。浪費現象。


            五,不同的性能負荷


            步進電機控制是開環控制。如果啟動頻率太高或負載太大,則很容易失去步伐或失速。速度過高時,容易過沖。因此,為確保其控制精度,應妥善處理。增加和減少速度問題。交流伺服驅動系統是一個閉環控制。驅動器可以直接采樣電機編碼器的反饋信號。內部形成位置環和速度環。通常,步進電動機不會失步或超調,并且控制性能更可靠。


            六,不同的速度響應性能


            步進電機從靜止狀態加速到工作速度(通常為每分鐘幾百轉)需要200到400毫秒。交流伺服系統的加速性能更好。以Panasonic MSMA 400W交流伺服電機為例,從靜止狀態加速到額定轉速3000RPM只需幾毫秒,可用于需要快速啟動和停止的控制情況。


            總之,交流伺服系統在許多方面都優于步進電機。但是,在一些要求較低的場合,步進電機通常用作執行電機。因此,在控制系統的設計過程中,應綜合考慮控制要求和成本等各種因素,并選擇合適的控制電動機。


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