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2021-03-09 浏览次数:3903
作为开环控制系统,步进电机与现代数字控制技术有着必不可少的联系。当前,步进电动机已广泛用于家用数字控制系统中。随着所有数字交流伺服系统的出现,交流伺服电动机越来越多地用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,大多数运动控制系统都使用步进电动机或所有数字AC伺服电动机作为运行电动机。在控制模式(脉冲序列和方向信号)中,两者是相似的,但是在性能和应用方面却存在显着差异。现在比较两者的性能。
1 控制精度不同
两相混合式步进电动机的步进角通常为1.8°,0.9°,五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72°,0.36°。细分后,还有步进角较小的高性能步进电机。例如,可以通过DIP开关将SANYODENKI生产的两相混合式步进电动机的步进角设置为1.8°,0.9°,0.72°,0.36°,0.18°,0.09°,0.072°,0.036°。两相和五相混合式步进电动机的步进角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后部的旋转编码器保证。以三洋的全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2000行编码器的电机,由于驱动器内部采用了四倍频技术,因此脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带有17位编码器的电动机,每当驱动器收到131072脉冲时,电动机就会旋转1圈。也就是说,脉冲当量为360°/131072=0.0027466°。步距角为1.8°1/655。
2 低频特性不同
步进电机在低速时容易产生低频振动。振动频率与负载条件和驱动器的性能有关,通常将振动频率视为电动机空载起飞频率的一半。由步进电机的工作原理确定,这种低频振动现象非常不利于机器的正常运行。当步进电动机以低速运行时,通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象,例如在电动机上增加阻尼器或在驱动器中使用分段技术。
交流伺服电机运行非常平稳,即使在低速时也没有振动。 AC伺服系统具有共振抑制功能,可以弥补机器的刚性不足,并且系统的内部频率分析功能(FFT)可以检测到机器的共振点,便于系统调整。
3 矩频特性不同
步进电动机的输出转矩随着速度的增加而减小,并在高速时迅速减小,因此运行速度通常为300至600RPM。交流伺服电机具有恒定的转矩输出。换句话说,它可以在额定速度(通常为2000RPM或3000RPM)内输出额定转矩,并且可以在额定速度以上输出恒定功率。
4 过载能力不同
步进电机通常没有过载能力。交流伺服电机具有很强的过载能力。以山阳交流伺服系统为例,具有速度过载和转矩过载功能。转矩可用于克服启动时惯性负载的惯性矩,其额定转矩为额定转矩的2-3倍。步进电机不具有这样的过载能力,因此在选择模型时,您通常必须选择具有较大扭矩的电机来克服这种惯性矩,并且在正常运行期间该机器不需要那么大的扭矩。因此出现扭矩。
5 运行性能不同
步进电机的控制是开环控制。如果启动频率太高或负载太大,则很容易失去步伐或失速。如果速度太高,则很容易过冲。因此,为了确保控制精度,您必须很好地处理加速和减速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制。驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。位置环和速度环形成在内部。通常,步进电动机不会失步或超调并失去控制。性能更稳定。
6 速度响应性能不同
步进电动机从静止状态加速到工作速度(通常为每分钟几百转)需要200到400毫秒。交流伺服系统的加速性能更好。以Panasonic MSMA400W交流伺服电机为例,从静止状态加速到额定转速3000RPM仅需几毫秒,因此可用于需要高速控制的场合。启动和停止。
综上所述,交流伺服系统在性能的许多方面都优于步进电机。但是,在要求不高的情况下,步进电动机通常用作运行电动机。因此,在控制系统的设计过程中,有必要综合考虑控制要求和成本等多种因素,并选择合适的控制电动机。