步進電機和交流伺服電機的六大性能比較
文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機 人氣:4592發(fā)表時間:2018-10-31
步進電機是我們最為熟悉的一種執(zhí)行元件,在國內(nèi)的數(shù)字控制系列中應用十分廣泛。然而隨著全數(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。步進電機與交流伺服電機相比較固然會有相似之處(脈沖串和方向信號),但在使用場合及性能方面還是存在著較大的差異。就此問題,漢德保電機將為大家將兩者間的使用性能作一分析對比。
一、步進電機和交流伺服電機控制精度性能比較
首先看步進電機方面,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°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后真個旋轉編碼器保證。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,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、步進電機和交流伺服電機低頻特性性能比較
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關,一般以為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。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非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術等。
交流伺服電機運轉非常平穩(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,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析性能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、步進電機和交流伺服電機矩頻特性性能比較
步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600RPM。
交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。
四、步進電機和交流伺服電機過載能力不同性能比較
步進電機一般不具有過載能力。
交流伺服電機具有較強的過載能力。
五、步進電機和交流伺服電機運行性能比較
步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉的現(xiàn)象,停止時轉速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速題目。
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)部構成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
六、步進電機和交流伺服電機速度響應性能比較
步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。
交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,多數(shù)交流伺服電機從靜止加速到其額定轉速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)在很多性能方面都優(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)的設計過程中要綜合考慮控制要求、本錢等多方面的因素,選用適當?shù)目刂齐姍C。
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此文關鍵詞:步進電機和交流伺服電機
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