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步进电机与伺服电机的综合比较

步进电机与伺服电机的综合比较

步进电机和伺服电机是自动化工业生产中常用的执行电机,其应用领域十分相似,但事实上两者之间是存在一定差异的,本文通过说明两者之间的特点和工作原理,进一步分析了两者之间的区别,给实际生产运用提供了参考。

一、步进电机和伺服电机的主要特点

(一)步进电机的主要特点

1.步进电机没有积累误差。一般来说,步进电机的精度大约是其实际步距角的3~5%,且不会累积。

2.步进电机在工作时,电脉冲信号会按一定顺序(例如A-B-C-A-B-C等)轮流加到各相绕组上。

3.步进电机与其它电机不同,其实际工作电压和电流可以超过额定大小,但选择时不应偏离额定值太多。

4.步進电机外表允许的最高温度可以达到80-90° C。

5.步进电机的力矩会随着其频率(或速度)的增大而降低。

6.混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围。

7.可以通过将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可改变其旋转方向。

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(二)伺服电机的主要特点

1.起动转矩比较大,当一旦给定子提供控制电压,转子就会立即转动,所以伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

2.运行范围比较广。

3.不会产生自转现象,正常运转的伺服电机一旦失去控制电压,电机立即停止运转。

二、步进电机和伺服电机的工作原理

(一)步进电机的工作原理

步进电机可以将电脉冲信号转换为机械信号,步进电机每发送一个电脉冲,就可以使其旋转一个固定的角度,称为步距角。步距角的大小由其转子齿数Zr和拍数N所决定。当连续给电机发送多个电脉冲信号时,就可以使其进行连续运行。此外,可以通过改变发送的电脉冲信号的频率来控制电机转动的速度,从而实现精确定位和调速的目的。

(二)伺服电机的工作原理

伺服电机内部也同样由定子和转子组成,其转子是永磁铁,驱动器控制的三相电首先在定子绕组中形成电磁场,而转子在这种电磁场的作用下发生旋转,与此同时伺服电机通过编码器将转动信号反馈给驱动器,通过闭环调节在驱动器内调整转子转动的角度,从而实现精确的定位控制。

三、步进电机和伺服电机的区别

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1.控制精度的不同

步进电机是通过发送电脉冲信号的数量来控制电机的转动,一个脉冲对应一个步距角,两项混合式步进电机的步距角一般为3. 6°或1. 8°,而五相混合式步进电机步距角可以达到0. 72° 或0. 36°。而伺服电机是通过控制发送脉冲时间的长短来控制电机所旋转的角度,其精度是由电机轴后端的旋转编码器所保证的,精度往往可以达到步进电机的几千分之一,能够实现更加精确的定位控制。

2.低频特性的不同

在低速运行时步进电机容易出现低频振动现象。其振动频率与负载情况和驱动器本身的性能有关,一般来说,振动频率大概是电机空载时起跳频率的一般。当步进电机在低速运行时,需要额外采用阻尼技术等来减弱低频振动现象,比如可以在电机上加阻尼器或者是在驱动器上采用细分技术等。而交流伺服电机运转非常平稳,不论在低速运行还是高速运行时都不会出现振动的现象,因为其具有共振抑制的功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

3.矩频特性的不同

步进电机的输出转矩会随着转速的上升而降低,并且在较高转速时会出现一个急剧的下降,所以其最高工作转速一般需要控

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制在每分钟300到600转。而交流伺服电机在运行时属于恒定转矩的输出状态,所以在其额定转速范围内都能输出额定得转矩,需要注意的是,当在额定转速以上工作时,则为恒功率输出。

4.过载能力的不同

步进电机一般不具备过载能力,而交流伺服电机具有较强的过载能力。例如松下交流伺服系统就同时具有速度过载和转矩过载的能力,最大转矩可以达到额定转矩的3倍左右,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性转矩。但是步进电机因为没有这种过载能力,所以在选型时为了克服惯性转矩,一般需要选取较大转矩的电机,在正常启动之后又只需要用到小部分能量,从而容易出现转矩浪费的情况。

5.运行性能的不同

步进电机所使用的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易都会导致其发生失步或堵转等现象,同时在停止过程中如果转速过高也容易出现过冲情况。而交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器在运行过程中会对电机编码器反馈信号进行采样,从而进行实时的调整,一般也不会出现失步或过冲的现象,控制和运行性能更加可靠。

6.响应能力的不同

步进电机从静止开始加速到工作转速所需要的时间大约为200到400毫秒。而交流伺服电机的响应能力更好,以松下

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MSMA-400型的交流伺服电机为例,从静止开始加速到3000r/min(额定转速)仅需几毫秒就够了,可用于需要快速启停的控制场合。

四、结论

综上所述,交流伺服电机的性能在许多方而都好于步进电机。但是由于价格等原因,在一些控制要求不高的场合也可以使用步进电机作为执行机构。所以,在实际工业生产控制中,要综合考虑控制要求、性能、成本、环境等多方面因素,进而选择合适的控制电机。

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伺服电机与步进电机

伺服电机步进电机区别 伺服电机部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么? 答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降.。 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别? 答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制滚珠丝杆,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系

统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小,易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。 伺服和步进电机 伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。 伺服电机和步进电机的性能比较

步进电机与伺服电机的区别

步进电机与伺服电机的区别 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机安设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到高速的目的。 伺服电机又称执行电机,在自动控制系统中,用作执行元件,把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能,它每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应,所以它是闭环控制,步进电机是开环控制。 步进电机和伺服电机的区别在于:1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。2、控制方式不同;一个是开环控制,一个是闭环控制。3、低频特性不同;步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点便于系统调整。4、矩频特性不同;步进电机的输出力矩会随转速升高而下降,交流伺服电机为恒力矩输出,5、过载能力不同;步进电机一般不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。6、运行性能不同;步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。7、速度响应性能不同;步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。 综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机,但是价格比就不一样了。

伺服电机与步进电机

伺服电机与步进电机 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

伺服电机和步进电机的区别 一、伺服电机的资料 1、交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度,所以伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 2、什么是伺服电机有几种类型工作特点是什么 答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中用作执行元件,原理是把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。3、问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。而直流伺服是梯形波,但直流伺服比较简单,便宜。 A、永磁交流伺服电动机的发展20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国着名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动,交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 B、永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较, 主要优点有: (1)电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 (2)定子绕组散热比较方便。 (3)惯量小,易于提高系统的快速性。 (4)适应于高速大力矩工作状态。 (5)同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统,这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期,各公司都已有完整的系列产品,整个伺服装置市场都转向了交流系统。 早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可完全由软件进行。到目前为止,高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采

带编码器步进电机和伺服电机之比较

带编码器步进电机和伺服电机之比较 带编码器的步进电机只是提高了一些性能,高精度定位方面是提高了,力矩方面没有得到提升,基本可以忽略,而且照样会丢步。 伺服电机是必须有编码器的,如果一个伺服电机没有编码器,这个电机不可能是伺服电机。 在高精度控制方面,伺服电机才能真正精确定位,步进的是不行的。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为"步距角",它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 伺服电机与步进电机的性能比较 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。

伺服电机与步进电机的效率比较

伺服电机与步进电机的效率比较电机是现代工业中的重要组成部分,它们可以通过转换电能和电磁 能来产生动力。一般来说,电机被分为两类:伺服电机和步进电机。 这两种电机各自有自己的特点和应用场景,但它们在效率方面的比较 却是一个常见的话题。本文将对伺服电机和步进电机的效率进行比较 和分析。 一、伺服电机的效率 伺服电机是一种能够准确控制位置、速度和加速度的电机。其控制 电路将反馈信号与指令信号进行比较,并使用任何差异来控制电机。 伺服电机可使用各种类型的传感器来提高其控制性能,如光电编码器、霍尔传感器和电容传感器。这些传感器可以检测旋转量、角度、速度 和加速度,从而提供实时反馈。这种反馈机制使得伺服电机在各种应 用中都能够提供较高的精度和可靠性。 伺服电机的效率通常比步进电机高,其中一些原因是伺服电机的反 馈控制机制和其能够提供更高的加速度和速度。因此,伺服电机通常 用于较大载荷和高速运动的应用,例如印刷、数控机床、气动和液压 系统等。 二、步进电机的效率 步进电机是由电磁力驱动的电机,其转子在电磁场的作用下向前移动。步进电机是控制位置和速度的一种有效方式,它们可以通过逐步 地施加电压来引起旋转。步进电机可以被设计成单向旋转或可逆转,

也可以允许可编程的微步操作来提高其精度。与伺服电机不同的是, 步进电机通常不需要任何反馈机制。 步进电机的效率取决于其设计和控制方式。通常情况下,步进电机 的效率比伺服电机低,这是因为步进电机的控制方式通常使用开环控制,其控制性能不如伺服电机。另一方面,步进电机的成本相对较低,适用于一些低负载应用,如发光二极管(LED)和打印机。 三、效率比较 伺服电机和步进电机的效率虽然互不相同,但可以对其进行比较。 基本上,伺服电机比步进电机更高效,特别是在大负载和高速运动方面。而步进电机的效率较低,但成本较低,更适用于低负载和低速运 动的应用。 在实际应用中,需要根据需求、设计和成本等因素来选择适合的电机。如果您需要高精度和高速度,则伺服电机可能是更好的选择。如 果您需要节省成本,或者运动负载较小,则步进电机可能是更好的选择。 总体来说,伺服电机和步进电机在应用方面有很大的不同,但它们 在效率方面的比较可以帮助工程师在设计和选择电机时做出更明智的 决策。 结论 伺服电机和步进电机是两种常见的电机类型。伺服电机通常比步进 电机更精确、更高效,并在大负载和高速运动方面表现更出色。与之

伺服电机与步进电机的性能比较

伺服电机与步进电机的性能比较 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以三洋全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个

脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°,是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

伺服电机和步进电机的区别

伺服电机和步进电机的区别 伺服电机和步进电机是常用的两种电机类型,它们在工业自动化和 机械控制领域有广泛的应用。虽然它们都是用于转动控制,但在工作 原理、性能特点以及适用场景上存在一些重要的区别。本文将详细介 绍伺服电机和步进电机的区别。 一、工作原理的区别 1. 伺服电机的工作原理 伺服电机是通过外部的控制信号来实现位置和速度的闭环控制。它 包括了电机、编码器、驱动器和控制器等部件。当控制信号传输到电 机驱动器时,驱动器会将电流传送到电机,以产生转矩。同时,编码 器会不断地向控制器反馈电机的实际位置信息。控制器利用编码器所 反馈的信息来计算误差,并产生相应的调整信号送回驱动器,从而实 现位置和速度的精确控制。 2. 步进电机的工作原理 步进电机是一种开环控制的电机,它通过向电机控制器输入脉冲信 号来驱动电机转动。电机驱动器会将脉冲信号转换为电流,产生转矩。步进电机的转角是离散的,每个脉冲信号使电机转动一个固定的步距,因此步进电机的运动是精确可控的。 二、性能特点的区别 1. 伺服电机的性能特点

伺服电机具有高精度、高速度和高转矩输出的特点。由于采用闭环 控制,伺服电机能够实现准确的位置和速度控制。此外,伺服电机具 有较低的转矩波动和较快的动态响应性能,适用于对运动精度要求较 高的场景。 2. 步进电机的性能特点 步进电机具有较低的成本和较简单的控制系统。由于采用开环控制,步进电机的控制系统相对简化,适用于一些对成本要求较低且控制精 度要求不高的场景。此外,步进电机具有较高的静态转矩和较大的抗 负载特性,适用于一些需要大转矩输出的场合。 三、适用场景的区别 1. 伺服电机的适用场景 伺服电机广泛应用于需要高精度、高速度和高转矩输出的场景,如 数控机床、印刷设备和纺织设备等。由于其闭环控制的特点,伺服电 机能够实现较高的定位精度和过载能力,适用于对运动控制要求严格 的应用领域。 2. 步进电机的适用场景 步进电机广泛应用于需要连续旋转、较低成本和简化控制系统的场景,如3D打印机、扫描仪和机器人等。步进电机由于其开环控制的特点,能够简化控制系统,降低成本。但在高速和高负载的情况下,步 进电机由于限制了最大转速和较小的转矩波动,使得其应用受到一定 限制。

(word完整版)伺服电机,步进电机,同步电动机和异步电动机四者间的区别与联系

伺服电机,步进电机,同步电动机和异步电动机四者间的区别与联系 在运动控制领域,经常会接触到伺服电机,步进电机,同步电动机和异步电动机等名词,许多新手经常百思不得其解,他们之间的区别到底是怎么样的呢?研控工程部康经理就这些问题做了专门描述,下面我将其内容整理出来分享给大家。 步进电机和交流伺服电机性能比较 步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异.现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1。8°,五相混合式步进电机步距角一般为0。72 °、0。36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0。09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0。9°、0。72°、0。36°、0。18°、0.09°、0。072°、0。036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0。036°.对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9。89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半.这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利.当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。 三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力.以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力.其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象. 五、运行性能不同步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。 六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒.交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。 综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机.但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机.所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机直线异步电动机的结构主要包括定子、动子和直线运动的支撑轮三部分。 为了保证在行程范围内定子和动子之间具有良好的电磁场耦合,定子和动子的铁心长度不等。定子可制成短定子和长定子两种形式。由于长定子结构成本高、运行费用高,所以很少采用。直线电动机与旋转磁场一样,定子铁心也是由硅钢片叠成,表面开有齿槽;槽中嵌有三相、两相或单相绕组;单相直线异步电动机可制成罩极式,也可通过电容移相.

伺服电机与步进电机的区别

伺服电机与步进电机的区别在自动控制系统中,使用电机作为驱动源十分普遍。伺服电机(Servo Motor)和步进电机(Stepper Motor)常被使用于工业控制和机器人控制等领域。虽然两种电机都可以用于控制机械的运动,但它们之间存在显著的差异。本文将介绍伺服电机和步进电机的区别,以及它们的不同优劣势。 一、工作原理 伺服电机和步进电机的工作原理不同。伺服电机通过反馈控制来实现闭环控制。伺服电机驱动器根据反馈传感器返回的信息(通常是位置、速度或加速度),根据与期望值的差异进行调整,从而更好地控制电机输出。伺服电机的反馈控制可以使其在各种负载下快速响应,具有更高的精度。 步进电机基于开环控制,通过输入一个脉冲序列来控制旋转角度。步进电机的转速和位置取决于控制器发出的脉冲数,一个脉冲会使电机转动一个特定的角度,电机的最大位置精度也取决于控制器脉冲的数量和频率。 二、工作范围 伺服电机和步进电机的适用范围也不同。伺服电机通常适用于精确的位置控制。它们可以控制机械系统的位置和速度,并准确达到既定的目标。伺服电机通常安装在需要更小运动误差的场合,如传送带、

医疗设备和机器人等。由于它们通常具有更快的响应速度和更精确的 反馈系统,因此它们的性能比步进电机更好。 步进电机可以对转动进行高度精确的控制,因此它们适用于需要较 简单位置控制的场合,如打印机、数码相机、自动门、自动售货机等。步进电机的响应时间较长,因此它们不适用于需要高速响应的应用。 三、控制方式 伺服电机和步进电机需要不同的控制方式。伺服电机一般需要 PWM的方式来进行速度和位置控制,需要反馈环来进行控制保证。使 用PWM的控制方式可以调节输入的电流和电压,以实现更好的控制。相对而言,步进电机的控制比较简单,在控制时只需要向其输入脉冲 即可。 四、使用场合 伺服电机和步进电机一般应用于不同的场合。伺服电机一般应用于 精密度要求比较高的机械和自动化设备中,如医疗设备、印刷机、自 动化生产线、数控机床等。步进电机主要应用于需要进行精确控制的 场合,如数码相机、自动门、自动售货机、打印机等。 总之,伺服电机和步进电机都是常用的电机类型,但它们之间存在 明显的差异。伺服电机具有更高的响应速度和更精确的反馈系统,因 此可以更精确地控制机械。步进电机则具有更高的精度,因此通常用 于需要进行精确位置控制的系统。因此,在选择电机时,应依据其特 定目的和应用场景,选择适合的类型。

伺服电机和步进电机的区别(一)

伺服电机和步进电机的区别(一) 伺服电机和步进电机是目前工业中应用比较广泛的两种电动机,它们 在驱动精度、反应速度、能耗等方面有比较明显的差异。接下来将从 以下四个方面对它们进行比较。 1. 基本工作原理 伺服电机的基本工作原理是在控制器的作用下,将反馈的位置和速度 信号与预设的目标位置、速度进行比较后,通过调节电机的电流大小 和方向,实现精确的控制。而步进电机的工作原理是在控制器的驱动下,按照预设的步进角度以及方向进行转动,具有固定的步进角度, 能够比较稳定地输出转矩。 2. 驱动精度 伺服电机在驱动精度方面表现更为优异,可以实现更高的控制精度, 不仅可以达到较高的转速,还可以精确地控制位置、速度等参数。而 步进电机虽然在精准定位方面有一定的优势,但是在运动过程中容易 发生失步,导致驱动精度有时候不能够得到很好的保证。 3. 反应速度 伺服电机具有更快的反应速度,可以更快地响应控制信号进行控制, 应用范围更广,适用于速度要求较高的场合。而步进电机由于在控制 信号响应速度以及电磁转矩上存在一定的局限性,反应速度相对较慢,适用于速度要求较低的场合。 4. 能耗与实际应用

伺服电机在能耗上比步进电机高出不少,而且在实际应用中,伺服电机具有更广泛的适用性,更加稳定,控制也更为直观,可以应用在许多不同场所,比如机床、自动化设备、飞机、船舶等。而步进电机则主要应用于定位、打印等精细控制领域,其性价比表现更好。 总的来说,伺服电机和步进电机是应用比较广泛的两种电动机,在驱动精度、反应速度、能耗等方面有明显的差异,它们在不同的场合具有不同的应用价值。因此,在采用电动机的时候,需要根据实际应用的情况进行选择,以达到最好的驱动效果。

步进电机和伺服电机的比较

步进电机和伺服电机的比较 随着我国经济迅猛发展,中国逐渐成为世界的加工中心。随着步进电机和伺服电机的出现,大大提升了控制回路的精度。步 进电机它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的,其特点是没有积累误差,所以广泛应用于各种开环控制。伺服电机是把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。 1 步进电机和伺服电机的工作原理 1.1 步进电机的工作原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 1.2 伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据 反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精 1/ 8

度决定于编码器的精度(线数)。 2 步进电机和伺服电机的区别 2.1 控制的方式不同步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的,一个脉冲对应一个步距角。伺服电机是通过控制脉冲时间的长短控制转动角度的。 2.2 所需的工作设备和工作流程不同步进电机所需的供电电源(所需电压由驱动器参数给出),一个脉冲发生器(现在多半是用板块),一个步进电机,一个驱动器(驱动器设定步距角角度,如设定步距角为0.45°,这时,给一个脉冲,电机走0.45°);其工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲:信号脉冲和方向脉冲。伺服电机所需的供电电源是一个开关(继电器开关或继电器板卡),一个伺服电机;其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。 2.3 低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解 2/ 8

步进电机与伺服电机的区别

步进电机——开环步进电机(开环)步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机,应用极为广泛。不超载的情况下,电机的转速和停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,即驱动器,将直流电变成分时供电的多相时序控制电流。步进电机虽然由直流电流供电,但是不能理解为直流电机,直流电机是将直流电能转换为机械能的动力电机,而步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机。 步进电机——步进伺服对比注意步进电机应用于低速场合--每分钟转速不超过1000r/min,最佳工作区间是150~500r/min,(闭环步进可达1500)。 贰相步进电机在60~70r/min容易出现低速共振现象,产生振动和噪音,需要通过改变减速比、增加细分数、添加磁性阻尼器等方式避免。细分精度注意事项,当细分等级大于4后,步距角的精度不能保证,精度要求高,最好换用相数更多(即步距角更小)的步进电机或闭环步进、伺服电机。 (开环)步进电机与伺服电机的7不同:

A控制精度——伺服电机控制精度可以根据编码器设置,精度更高; B低频特性——步进电机低频容易振动,伺服电机不会; C矩频特性——步进电机随转速提高力矩变小,所以其最高工作转速一般在<1000r/min,伺服电机在额定转速内(一般3000r/min)内都能输出额定力矩,在额定转速以上为恒功率输出,最高转速可达5000 r/min; D过载能力——步进电机不能过载,伺服电机最大力矩可过载3倍; E运行性能——步进电机为开环控制,伺服电机时闭环控制; F速度响应——步进电机启动时间0.15~0.5s,伺服电机0.05~0.1,最快可0.01s达到额定3000r/min; G效率指标——步进电机效率约60%,伺服电机约80%; 实际使用中会发现:伺服电机贵,贵出很多,所以同步电机应用更广泛,特别是在定位精度要求不是很高的同步带传动、平带输送机等场合经常使用步进电机。 步进电机——闭环步进电机:除了开环步进电机,还有在电机尾部添加了编码器,可以实现闭环控制的步进电机。步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和(或)速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换,可大大改进步进电动机的性能。没有失步现象的伺服系统。 闭环步进电动机的优势:

步进电机与伺服电机有何不同

最大的区别是: 1、伺服电机闭环的,本身有反馈。 2、步进电机是开环系统,没有反馈。闭环比开环精度高。 3、上位控制:伺服多数可以接脉冲信号,也可以接模拟电压信号,伺 服电机一般分交流跟直流,精度较高,而步进只能接脉冲信号,现在很 多简化的也伺服只能接脉冲信号。 4、起动频率:一般只有步进有这么个参数,因为步进电机快速启动, 也就是说你上来给他一个频率很高的脉冲,他会堵转,给一个脉冲,电 机起动一下。容易丢步伺服基本上没有这个问题。 5、工作环境:一般来说,伺服更脆弱些,容易出问题,工作环境恶劣 的时候伺服就不是太好用,那种低温,高温,防暴,防水的伺服因为生 产难度较大基本上都是天价,当然这种步进也不便宜。 步进电机选型中必须注意的问题 1、选择保持转矩(HOLDING TORQUE) 保持转矩也叫静力矩,是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。由于步进电机低速运转时的力矩接近保持转矩,而步进电机的力矩随着速度的增大而快速衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以说保持转矩是衡量步进电机负载能力最重要的参数之一。比如,一般不加说明地讲到1N.m的步进电机,可以理解为保持转矩是1N.m。 2、选择相数 两相步进电机成本低,步距角最少1.8 度,低速时的震动较大,高速时力矩下降快,适用于高速且对精度和平稳性要求不高的场合;三相步进电机步距角最少1.5度,振动比两相步进电机小,低速性能好于两相步进电机,最高速度比两相步进电机高百分之30至50,适用于高速且对精度和平稳性要求较高的场合;5相步进电机步距角更小,低速性能好于3相步进电机,但成本偏高,适用于中低速段且对精度和平稳性要求较高的场合。 3、选择步进电机

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