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伺服電機和步進電機有什么區別?
一,控制精度不同:
兩相混合式步進電機的步進角分別為3.6°和1.8°,五相混合式步進電機的步進角分別為0.72°和0.36°。也有一些高性能步進電機具有較小的步進角。電機軸后端的旋轉編碼器保證了交流伺服電機的控制精度。以JYT全數字交流伺服電機為例,由于驅動器采用四倍頻技術,對于標準2500線編碼器的電機,脈沖當量為360°/10000≤0.036°。對于具有17位編碼器的電機,驅動器旋轉217個≤131072脈沖電機,即脈沖等效為360°/131072=9.89秒。它是步進電機脈沖等效的1≤655,步進角為1.8°。
二、低頻特性不同:
步進電機的低頻振動很容易在低速時出現。振動頻率與負載和驅動器性能有關,一般認為振動頻率是電機空載起飛頻率的一半。這種低頻振動現象是由步進電機的工作原理決定的,對電機的正常運行是非常不利的。在步進電機低速工作時,應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,如在電機上加入阻尼器,或在驅動器上采用細分技術等。交流伺服電機運行非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有抑制共振的功能,可以彌補機械剛度的不足,內部頻率分析功能(fft)可以檢測出機器的共振點,便于系統調整。
第三,彎矩和頻率特性不同:
步進電機的輸出轉矩隨著轉速的增加而減小,在較高轉速下急劇下降,因此步進電機的Z高工作速度一般在300~600 rpm。交流伺服電機是一種恒定轉矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000rpm或3000rpm)內,可輸出額定轉矩,高于恒定功率輸出的額定速度。
四、過載能力不同
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。以交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其Z大轉矩為額定轉矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時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。
五、運行性能不同:
步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象,控制性能更為可靠。
六.不同的速度響應性能:
步進電機從靜態加速到工作速度需要200毫秒(一般為每分鐘幾百轉)。交流伺服系統的加速度性能較好。以80系列400 W交流伺服電機為例,從靜態加速度到額定轉速3000 rpm僅需幾毫秒,可用于快速啟動和停止控制。綜上所述,交流伺服系統在性能上優于步進電機。然而,在某些要求不高的情況下,步進電機通常用作執行電機。因此,在控制系統的設計過程中,應綜合考慮控制要求、成本等因素,選擇合適的控制電機。
隨著制造業智能化改造的進一步發展,機器人的應用范圍越來越廣泛,生產方式向柔性、智能化、精細化轉變,自動控制情況普遍應用于伺服電機。