步进电机和伺服电机的区别.doc
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步进电机和伺服电机的区别步进电机是一种离散运动的装置它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似脉冲串和方向信号但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机其步距角为0.09°德国百格拉公司BERGERLAHR生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例对于带标准2500线编码器的电机而言由于驱动器内部采用了四倍频技术其脉冲当量为360°/100000.036°。对于带17位编码器的电机而言驱动器每接收217131072个脉冲电机转一圈即其脉冲当量为360°/1310729.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象比如在电机上加阻尼器或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能可涵盖机械的刚性不足并且系统内部具有频率解析机能FFT可检测出机械的共振点便于系统调整三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降且在较高转速时会急剧下降所以其最高工作转速一般在300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出即在其额定转速一般为2000RPM或3000RPM以内都能输出额定转矩在额定转速以上为恒功率输出。四、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力在选型时为了克服这种惯性力矩往往需要选取较大转矩的电机而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩便出现了力矩浪费的现象。五、运行性能不同步进电机的控制为开环控制启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象停止时转速过高易出现过冲的现象所以为保证其控制精度应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样内部构成位置环和速度环一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象控制性能更为可靠六、速度响应性能不同步电机从静止加速到工作转速一般为每分钟几百转需要200400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好以松下MSMA400W交流伺服电机为例从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒可用于要求快速启停的控制场合。综上所述交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素选用适当的控制电机从另外一种角度来看又可以有这样的看法.1、控制精度不同步进电机驱动器有“细分”的概念。两相步进电机的步进角是1.8度但是现在64细分的驱动器也很常见了。注意这个时候电机是2006412800个脉冲转一圈。而市面上常见的交流伺服编码器不过是2048或者2500线的。当然有17位编码器的电机不过步进驱动器也有256细分的。从分辨率而言交流伺服还是要高一些但是远没有楼主所写得那么夸张。而且既然是说控制精度那么用过伺服的人都应该知道伺服的动态重现性是分辨率的多少倍。就常规设计而言选型时要把重现性指标乘以5作为伺服反馈的分辨率。这样伺服的控制精度真的比伺服好吗2、低频特性不同当步进电机细分数达到32以上时基本就没有低频振动的问题了。而伺服想保持一个准确、稳定的低速用过的人应该知道参数有多难调只要速度、不要位置的话还好做一点3、频矩特性不同对于转矩需要补充一点伺服本身是没有保持力矩的而步进电机有保持力矩。区别在于伺服电机的所谓静止实际上是一个动平衡的过程电机不会真的停在指定位置上所以交流伺服的重现性要定到反馈分辨率的3-5倍而步进电机重现性可以比分辨率更高。4、过载能力不同这个没有什么可说的不过对于力矩浪费的