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步进电机是一种离散运动的设备,它和现代数字操控技术有着实质的联络。在目前国内的数字操控体系中,步进电机的使用十分广泛。跟着全数字式交流伺服体系的呈现,交流伺服电机也越来越多地使用于数字操控体系中。为了习惯数字操控的发展趋势,运动操控体系中大多选用步进电机或全数字式交流伺服电机作为履行电动机。尽管两者在操控方法上类似(脉冲串和方向信号),但在使用功用和使用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用功用作一比较。

操控精度不同

  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°。也有一些高功用的步进电机步距角更小。如四通公司出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(BERGER LAHR)出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。

  交流伺服电机的操控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,关于带规范2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部选用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。关于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

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,所以其最高作业转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额外转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额外转矩,在额外转速以上为恒功率输出。

低频特性不同

  步进电机在低速时易呈现低频振荡现象。振荡频率与负载状况和驱动器功用有关,一般认为振荡频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的作业原理所决定的低频振荡现象关于机器的正常作业十分晦气。当步进电机作业在低速时,一般应选用阻尼技术来克服低频振荡现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上选用细分技术等。

  交流伺服电机作业十分平稳,即便在低速时也不会呈现振荡现象。交流伺服体系具有共振抑制功用,可包括机械的刚性缺乏,而且体系内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于体系调整。

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。以松下交流伺服体系为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额外转矩的三倍,可用于克服惯性负载在发动瞬间的惯性力矩。步进电机由于没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需求选取较大转矩的电机,而机器在正常作业期间又不需求那么大的转矩,便呈现了力矩浪费的现象。

运转功用不同

  步进电机的操控为开环操控,发动频率过高或负载过大易呈现丢步或堵转的现象,中止时转速过高易呈现过冲的现象,所认为保证其操控精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动体系为闭环操控,驱动器可直接对电机编码器反应信号进行采样,内部构成方位环和速度环,一般不会呈现步进电机的丢步或过冲的现象,操控功用更为牢靠。

速度呼应功用不同

  步进电机从停止加快到作业转速(一般为每分钟几百转)需求200~400毫秒。交流伺服体系的加快功用较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从停止加快到其额外转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的操控场合。

  综上所述,交流伺服体系在许多功用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履行电动机。所以,在操控体系的设计过程中要归纳考虑操控要求、成本等多方面的要素,选用恰当的操控电机。



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