步bu進jin電dian機ji是shi一yi種zhong離li散san運yun動dong的de裝zhuang置zhi,它ta和he現xian代dai數shu字zi控kong製zhi技ji術shu有you著zhe本ben質zhi的de聯lian係xi。在zai目mu前qian國guo內nei的de數shu字zi控kong製zhi係xi統tong中zhong,步bu進jin電dian機ji的de應ying用yong十shi分fen廣guang泛fan。隨sui著zhe全quan數shu字zi式shi交jiao流liu伺si服fu係xi統tong的de出chu現xian,交jiao流liu伺si服fu電dian機ji也ye越yue來lai越yue多duo地di應ying用yong於yu數shu字zi控kong製zhi係xi統tong中zhong。為wei了le適應數字控製的發展趨勢,運動控製係統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控製方式上相似(脈衝串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。
控製精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為3.6度、1.8度,五相混合式步進電機步距角一般為0.72度、0.36度。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用於慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09度;德國百格拉公司(BERGERLAHR)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8度、0.9度、0.72度、0.36度、0.18度、0.09度、0.072度、0.036度,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控製精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。以鬆下全數字式交流伺服電機為例,對於帶標準2500線編碼器的電機而言,由於驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈衝當量為360度/10000=0.036度。對於帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收217=131072個脈衝電機轉一圈,即其脈衝當量為360度/131072=9.89秒。是步距角為1.8度的步進電機的脈衝當量的1/655。
低頻特性不同
步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)在(zai)低(di)速(su)時(shi)易(yi)出(chu)現(xian)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang)。振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)與(yu)負(fu)載(zai)情(qing)況(kuang)和(he)驅(qu)動(dong)器(qi)性(xing)能(neng)有(you)關(guan),一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)為(wei)電(dian)機(ji)空(kong)載(zai)起(qi)跳(tiao)頻(pin)率(lv)的(de)一(yi)半(ban)。這(zhe)種(zhong)由(you)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)所(suo)決(jue)定(ding)的(de)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang)對(dui)於(yu)機(ji)器(qi)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)非(fei)常(chang)不(bu)利(li)。當(dang)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)工(gong)作(zuo)在(zai)低(di)速(su)時(shi),一(yi)般(ban)應(ying)采(cai)用(yong)阻(zu)尼(ni)技(ji)術(shu)來(lai)克(ke)服(fu)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang),比(bi)如(ru)在(zai)電(dian)機(ji)上(shang)加(jia)阻(zu)尼(ni)器(qi),或(huo)驅(qu)動(dong)器(qi)上(shang)采(cai)用(yong)細(xi)分(fen)技(ji)術(shu)等(deng)。
jiaoliusifudianjiyunzhuanfeichangpingwen,jishizaidisushiyebuhuichuxianzhendongxianxiang。jiaoliusifuxitongjuyougongzhenyizhigongneng,kehangaijixiedegangxingbuzu,bingqiexitongneibujuyoupinlvjiexijineng(FFT),可檢測出機械的共振點,便於係統調整。
矩頻特性不同
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,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。
過載能力不同
步bu進jin電dian機ji一yi般ban不bu具ju有you過guo載zai能neng力li。交jiao流liu伺si服fu電dian機ji具ju有you較jiao強qiang的de過guo載zai能neng力li。以yi鬆song下xia交jiao流liu伺si服fu係xi統tong為wei例li,它ta具ju有you速su度du過guo載zai和he轉zhuan矩ju過guo載zai能neng力li。其qi最zui大da轉zhuan矩ju為wei額e定ding轉zhuan矩ju的de三san倍bei,可ke用yong於yu克ke服fu慣guan性xing負fu載zai在zai啟qi動dong瞬shun間jian的de慣guan性xing力li矩ju。步bu進jin電dian機ji因yin為wei沒mei有you這zhe種zhong過guo載zai能neng力li,在zai選xuan型xing時shi為wei了le克ke服fu這zhe種zhong慣guan性xing力li矩ju,往wang往wang需xu要yao選xuan取qu較jiao大da轉zhuan矩ju的de電dian機ji,而er機ji器qi在zai正zheng常chang工gong作zuo期qi間jian又you不bu需xu要yao那na麼me大da的de轉zhuan矩ju,便bian出chu現xian了le力li矩ju浪lang費fei的de現xian象xiang。
運行性能不同
步bu進jin電dian機ji的de控kong製zhi為wei開kai環huan控kong製zhi,啟qi動dong頻pin率lv過guo高gao或huo負fu載zai過guo大da易yi出chu現xian丟diu步bu或huo堵du轉zhuan的de現xian象xiang,停ting止zhi時shi轉zhuan速su過guo高gao易yi出chu現xian過guo衝chong的de現xian象xiang,所suo以yi為wei保bao證zheng其qi控kong製zhi精jing度du,應ying處chu理li好hao升sheng、降速問題。
交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)為(wei)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi),驅(qu)動(dong)器(qi)可(ke)直(zhi)接(jie)對(dui)電(dian)機(ji)編(bian)碼(ma)器(qi)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang),內(nei)部(bu)構(gou)成(cheng)位(wei)置(zhi)環(huan)和(he)速(su)度(du)環(huan),一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)丟(diu)步(bu)或(huo)過(guo)衝(chong)的(de)現(xian)象(xiang),控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)更(geng)為(wei)可(ke)靠(kao)。
速度響應性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鍾幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服係統的加速性能較好,以鬆下MSMA400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用於要求快速啟停的控製場合。
綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu),交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)在(zai)許(xu)多(duo)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian)都(dou)優(you)於(yu)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)。但(dan)在(zai)一(yi)些(xie)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)也(ye)經(jing)常(chang)用(yong)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)來(lai)做(zuo)執(zhi)行(xing)電(dian)動(dong)機(ji)。所(suo)以(yi),在(zai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu)、成本等多方麵的因素,選用適當的控製電機。
步進電機是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構。通俗一點講:當步進驅動器接收到一個脈衝信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(及步進角)。
您可以通過控製脈衝個數來控製角位移量,從而達到準確定位的目的;同時您可以通過控製脈衝頻率來控製電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。
步進電機分三種:永磁式(PM),反應式(VR)和混合式(HB)
永磁式步進一般為兩相,轉矩和體積較小,步進角一般為7.5度或15度;
反應式步進一般為三相,可實現大轉矩輸出,步進角一般為1.5度,但噪聲和振動都很大。在歐美等發達國家80年代已被淘汰;
混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優點。它又分為兩相和五相:兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。
