伺服電機與步進(jìn)電機的工作原理
2018-10-10 00:00:00
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步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱(chēng)為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。 可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數來(lái)控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。 伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動(dòng)器控制的U/V/W 三相電形成電磁場(chǎng)，轉子在此磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng)，同時(shí)電機自帶的編碼器反饋信號給驅動(dòng)器，驅動(dòng)器根據反饋值與目標值進(jìn)行比較，調整轉子轉動(dòng)的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線(xiàn)數）。區別1： 控制的方式不同 步進(jìn)電機是通過(guò)控制脈沖的個(gè)數控制轉動(dòng)角度的，一個(gè)脈沖對應一個(gè)步距角。 伺服電機是通過(guò)控制脈沖時(shí)間的長(cháng)短控制轉動(dòng)角度的。區別2：所需的工作設備和工作流程不同 步進(jìn)電機所需的供電電源（所需電壓由驅動(dòng)器參數給出），一個(gè)脈沖發(fā)生器（現在多半是用板塊），一個(gè)步進(jìn)電機，一個(gè)驅動(dòng)器（驅動(dòng)器設定步距角角度，如設定步距角為 0.45°，這時(shí)，給一個(gè)脈沖，電機走 0.45°）；其工作流程為步進(jìn)電機工作一般需要兩個(gè)脈沖：信號脈沖和方向脈沖。 伺服電機所需的供電電源是一個(gè)開(kāi)關(guān)（繼電器開(kāi)關(guān)或繼電器板卡），一個(gè)伺服電機；其工作流程就是一個(gè)電源連接開(kāi)關(guān)，再連接伺服電機。區別3 : 低頻特性不同 步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。 交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)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，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。區別4 ：矩頻特性不同 步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其最高工作轉速一般在 300～600r/min。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為 2000 或 3000 r/min）以?xún)?，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。區別5： 過(guò)載能力不同 步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。 以松下交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其最大轉矩為額轉矩的 3倍，可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。 （步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉 矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象）區別6： 速度響應性能不同 步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要 200～400ms。 交流伺服系統的加速性能較好，以松下MSMA400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速 3000 r/min。僅需幾 ms，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
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