步進電機與伺服電機的區別

2022-08-26 07:27:06 字數 4258 閱讀 8460

步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件,在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝個數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號,它就驅動步進電機安設定的方向轉動乙個固定的角度,稱為「步距角」,它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。可以通過控制脈衝個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的,同時可以通過控制脈衝頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到高速的目的。

伺服電機又稱執行電機,在自動控制系統中,用作執行元件,把收到的電訊號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的u/v/w三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋訊號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)也就是說伺服電機本身具備發出脈衝的功能,它每旋轉乙個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣伺服驅動器和伺服電機編碼器的脈衝形成了呼應,所以它是閉環控制,步進電機是開環控制。

步進電機和伺服電機的區別在於:1、控制精度不同。步進電機的相數和拍數越多,它的精確度就越高,伺服電機取塊於自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高。

2、控制方式不同;乙個是開環控制,乙個是閉環控制。3、低頻特性不同;步進電機在低速時易出現低頻振動現象,當它工作在低速時一般採用阻尼技術或細分技術來克服低頻振動現象,伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,並且系統內部具有頻率解析機能(fft),可檢測出機械的共振點便於系統調整。

4、矩頻特性不同;步進電機的輸出力矩會隨轉速公升高而下降,交流伺服電機為恆力矩輸出,5、過載能力不同;步進電機一般不具有過載能力,而交流電機具有較強的過載能力。6、執行效能不同;步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過衝現象,交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋訊號進行取樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過衝的現象,控制效能更為可靠。7、速度響應效能不同;步進電機從靜止加速到工作轉速需要上百毫秒,而交流伺服系統的加速效能較好,一般只需幾毫秒,可用於要求快速啟停的控制場合。

綜上所述,交流伺服系統在許多效能方面都優於步進電機,但是**比就不一樣了。

1, 怎樣選擇步進和伺服電機?

主要視具體應用情況而定,簡單地說要確定:負載的性質(如水平還是垂直負載等),轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求,上位控制要求(如對埠介面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓範圍。

據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。

3, 如何配用步進電機驅動器?

根據電機的電流,配用大於或等於此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對於大轉矩電機,盡可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速效能。

4, 2 相和5 相步進電機有何區別,如何選擇?

2 相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。 5 相電機則振動較小,高速效能好,比 2 相電機的速度高 30~50% ,可在部分場合取代伺服電機。

5, 何時選用直流伺服系統,它和交流伺服有何區別?

直流伺服電機分為有刷和無刷電機。 有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。

無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。控制複雜,容易實現智慧型化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,執行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用於各種環境。

交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和非同步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩執行的應用。

6, 使用電機時要注意的問題?

上電執行前要作如下檢查:

1) 電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅動模組的損壞);對於直流輸入的 +/- 極性一定不能接錯,驅動控制器上的電機型號或電流設定值是否合適(開始時不要太大);

2) 控制訊號線接牢靠,工業現場最好要考慮遮蔽問題(如採用雙絞線);

3) 不要開始時就把需要接的線全接上,只連成最基本的系統,執行良好後,再逐步連線。

4) 一定要搞清楚接地方法,還是採用浮空不接。

5) 開始執行的半小時內要密切觀察電機的狀態,如運動是否正常,聲音和溫公升情況,發現問題立即停機調整。

7, 步進電機啟動執行時,有時動一下就不動了或原地來回動,執行時有時還會失步,是什麼問題?

一般要考慮以下方面作檢查:

1) 電機力矩是否足夠大,能否帶動負載,因此我們一般推薦使用者選型時要選用力矩比實際需要大 50%~100% 的電機,因為步進電機不能過負載執行,哪怕是瞬間,都會造成失步,嚴重時停轉或不規則原地反覆動。

2) 上位控制器來的輸入走步脈衝的電流是否夠大(一般要 >10ma ),以使光耦穩定導通,輸入的頻率是否過高,導致接收不到,如果上位控制器的輸出電路是 cmos 電路,則也要選用 cmos 輸入型的驅動器。

3) 啟動頻率是否太高,在啟動程式上是否設定了加速過程,最好從電機規定的啟動頻率內開始加速到設定頻率,哪怕加速時間很短,否則可能就不穩定,甚至處於惰態。

4) 電機未固定好時,有時會出現此狀況,則屬於正常。因為,實際上此時造成了電機的強烈共振而導致進入失步狀態。電機必須固定好。

5) 對於 5 相電機來說,相位接錯,電機也不能工作。

9, 用開關電源給步進和直流電機系統供電好不好?

一般最好不要,特別是大力矩電機,除非選用比需要的功率大一倍以上的開關電源。因為,電機工作時是大電感型負載,會對電源端形成瞬間的高壓。而開關電源的過載效能不好,會保護關斷,且其精密的穩壓效能又不需要,有時可能造成開關電源和驅動器的損壞。

可以用常規的環形或 r 型變壓器變壓的直流電源。

10,我想用±10v或4~20ma的直流電壓來控制步進電機,可以嗎?

可以,但需要另外的轉換模組。

11, 我有乙個的伺服電機帶編碼器反饋,可否用只帶測速機口的伺服驅動器控制?

可以,需要配乙個編碼器轉測速機訊號模組。

12, 伺服電機的碼盤部分可以拆開嗎?

禁止拆開,因為碼盤內的石英片很容易破裂,且進入灰塵後,壽命和精度都將無法保證,需要專業人員檢修。

13,步進和伺服電機可以拆開檢修或改裝嗎?

不要,最好讓廠家去做,拆開後沒有專業裝置很難安裝回原樣,電機的轉定子間的間隙無法保證。磁鋼材料的效能被破壞,甚至造成失磁,電機力矩大大下降。

14, 伺服控制器能夠感知外部負載的變化嗎?

如遇到設定阻力時停止、返回或保持一定的推力跟進。

15,可以將國產的驅動器或電機和國外優質的電機或驅動器配用嗎?

原則上是可以的,但要搞清楚電機的技術引數後才能配用,否則會大大降低應有的效果,甚至影響長期執行和壽命。最好向**商諮詢後再決定。

19, 驅動器和系統如何接地?

a. 如果在交流電源和驅動器直流匯流排(如變壓器)之間沒有隔離的話,不要將直流匯流排的非隔離埠或非隔離訊號的地接大地,這可能會導致裝置損壞和人員傷害。因為交流的公共電壓並不是對大地的,在直流匯流排地和大地之間可能會有很高的電壓。

b. 在多數伺服系統中,所有的公共地和大地在訊號端是接在一起的。多種連線大地方式產生的地迴路很容易受噪音影響而在不同的參考點上產生流。

c. 為了保持命令參考電壓的恆定,要將驅動器的訊號地接到控制器的訊號地。 它也會接到外部電源的地,這將影響到控制器和驅動器的工作(如:編碼器的 5v電源)。

d.遮蔽層接地是比較困難的,有幾種方法。正確的遮蔽接地處是在其電路內部的參考電位點上。

這個點取決於雜訊源和接收是否同時接地,或者浮空。要確保遮蔽層在同乙個點接地使得地電流不會流過遮蔽層。

21, 我如何選擇使用行星減速器還是正齒輪減速器?

行星減速器一般用於在有限的空間裡需要較高的轉矩時,即小體積大轉矩,而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用於較低的電流消耗,低噪音和高效率低成本應用。

22, 何為負載率 (duty cycle)?

負載率 (duty cycle) 是指電機在每個工作週期內的工作時間 / (工作時間 + 非工作時間)的比率。如果負載率低,就允許電機以3 倍連續電流短時間執行,從而比額定連續執行時產生更大的力量。

23 ,標準旋轉電機的驅動電路可以用於直線電機嗎?

一般都是可以的。你可以把直線電機就當作旋轉電機,如直線步進電機、有刷、無刷和交流直線電機。具體請向**商諮詢。

24 ,直線電機是否可以垂直安裝,做上下運動?

可以。根據使用者的要求,垂直安裝時我們可以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導軌抱閘剎車。

26 ,是否可以將多個無刷電機的動子線圈安裝於同乙個磁軌道上?

可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。

步進電機與伺服電機的區別

步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件,在非超載的情況下,電機的轉速 停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝個數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號,它就驅動步進電機安設定的方向轉動乙個固定的角度,稱為 步距角 它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。可以通...

伺服電機,步進電機區別

步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯絡。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多採用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者...

步進電機與交流伺服電機的區別

綜上所述,交流伺服系統在許多效能方面都優於步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求 成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。應用場合 伺服交流永磁同步電機在結構與伺服無刷直流電機上幾乎沒有區別,只是在驅動方式上不同,前者採用正弦電...