伺服电缸(步进驱动和伺服驱动的区别和选型)

步进驱动器和伺服驱动器的区别和选择

1.步进驱动器和伺服驱动器之间的主要区别。

2.特定选择过程中的一些实际问题。

概述：

步进电动机主要根据相数进行分类，目前市场上广泛使用两相和五相步进电动机。由于两相步进电机每转可分为400等份，而五相步进电机可分为1000等份，因此五相步进电机具有更好的特性，更短的加减速时间以及更低的成本。动态惯性。

随着所有数字AC伺服系统的出现，AC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。两种控制方法（脉冲序列和方向信号）相似，但是在性能和应用方面存在很大差异。

现在，让我们比较两个表演。

首先，控制精度不同。

两相混合式步进电动机的步进角通常为3.6度和1.8度，五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72度和0.36度。也有步进角较小的高性能步进电机。例如，Stone Company生产的低速线材机床中使用的步进电机的步进角为0.09度，德国Bergerlahr生产的三相混合式步进电机的步进角可以通过拨盘进行调节。代码开关设置为1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，并且与两相和五相混合式步进电动机的步进角兼容。

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。以松下的全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2500线编码器的电机，由于驱动器内部采用了四倍频技术，因此脉冲当量为360度/10000=0.036度。对于带有17位编码器的电动机，每当驱动程序收到217=131072脉冲时，电动机就会旋转1圈。即，对应的脉冲为360度/131072＝9.89秒。它是与步进电机对应的脉冲的1/655，步进角为1.8度。

二：不同的低频特性

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。交流伺服系统具有共振抑制功能，可以弥补机械刚度的不足，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：不同的瞬时频率特性

步进电机的输出转矩随着速度的增加而减小，而在高速时急剧下降，因此运行速度通常为300-600rpm。

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范围内输出恒定的输出。

4：不同的过载能力

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。以松下交流伺服系统为例。具有速度过载和转矩过载功能。扭矩是额定扭矩的3倍，可以克服启动时惯性负载的惯性矩。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：不同的运行性能

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：速度对性能有不同的影响。

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3000rpm的额定速度仅需几毫秒，因此可用于需要高速控制的场合。启动和停止。

如何选择

1.如何正确选择伺服电机和步进电机

它主要取决于具体的应用情况。简而言之，您需要确定负载的特性（水平或垂直负载等），扭矩，惯性，速度，精度，加速度和减速度等。例如，更高的控制要求（例如端口接口和通讯要求），主要控制方法是位置，扭矩或速度。电源可以是直流或交流电源，也可以是电池电源，并且是电压范围。基于此，它确定哪个驱动器或控制器与电动机型号匹配。

2.如何使用步进电机驱动器？

请使用大于或等于该电流的驱动器，具体取决于电动机的电流。如果需要低振动或高精度，则可以使用分段驱动器。对于高扭矩电动机，请尽可能使用高压驱动器以获得良好的高速性能。

三相，2相和5相步进电机有什么区别，如何选择？

两相电动机的成本较低，但低速时振动较高，而高速时转矩会迅速下降。五相电动机振动较小，具有良好的高速性能，其速度比两相电动机快30-50％，在某些情况下可以更换伺服电动机。

4.什么时候应该选择直流伺服系统，与交流伺服系统有什么区别？

直流伺服电动机分为有刷电动机和无刷电动机。

刷式电动机要求成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，易于控制和维护，但是需要维护（更换碳刷），产生电磁干扰。环境。因此，它可用于对成本敏感的常见工业和私人活动。

无刷电动机体积小，重量轻，输出大，响应速度快，速度快，惯性小，旋转平稳且扭矩稳定。控制复杂，易于实现智能化，电子整流方式灵活，可以是方波整流或正弦波整流。该电动机免维护，高效，低工作温度，低电磁辐射，长使用寿命，可在多种环境中使用。

交流伺服电动机也是无刷电动机，分为同步电动机和异步电动机。目前，同步电动机一般用于运动控制，功率范围较宽，可以得到较大的功率。惯性大，转速低，并且随着功率的增加而急剧下降。因此，它适用于缓慢且平稳运行的应用程序。

5.使用电动机时应注意的问题

在打开电源并运行之前，请检查以下内容。

1）确保电源电压足够（过电压可能会损坏驱动模块），直流输入的+/-极性不得错误连接，电动机型号或电流设置适合驱动控制器（首先时间不要太大）。

2）控制信号线连接紧密，在工业现场必须考虑屏蔽问题（使用双绞线等）。

3）请勿首先连接所有需要连接的电线，仅连接到基本的系统，然后在正常工作后逐渐连接。

4）确保在不了解或未接地的情况下使用浮地。

5）在开始运行的30分钟内密切观察电动机状况，例如运行是否正常，声音和温度是否升高以及是否有异常，请立即停止并进行调整。