步进电机与伺服电机到底有什么区别,如何选?教你一文搞定!!!
步进电机与伺服电机到底有什么区别,如何选?要知道以上答案,首先我们来了解什么是步进电机与伺服电机。
一、什么是步进电机
步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置, 通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、 频率和数量, 可以实现对步进电机的转向、 速度和旋转角度的控制。在不借助带位置感应的闭环反馈控制系统的情况下、 使用步进电机与其配套的驱动器共同组成的控制简便、 低成本的开环控制系统, 就可以实现精确的位置和速度控制。
二.什么是伺服电机
其实伺服电机是闭环控制系统中的电机,只要它处于闭环系统就可以称为伺服电机。所以“伺服”其实和电机的结构和种类没有关系。
它可以是我们之前说的任何电机。这里的重点在于闭环。
什么是闭环系统(伺服系统)?
简言之,闭环系统是一种通过使用反馈装置,将系统的实际性能与其指令性能进行比较,来校正系统误差(位置、速度或扭矩)的系统。
所以,是否是闭环,重点看系统有没有反馈信号,并利用反馈信息调整输入量以控制输出量,使其接近目标值。
三.伺服电机跟步进电机区别
大体来讲伺服电机与步进电机区别就是一个是闭环控制,一个是开环控制。
控制器给伺服发出一定的脉冲数,伺服驱动器就会通过编码器实时监测反馈,一定是忠实 勇敢的精确的执行控制器发出的脉冲数。而控制器给步进电机发出一定数量的脉冲,步进驱动驱动电机步进电机旋转,因为没有反馈,电机到底转没转,走的脉冲数够不够,就不得而知了。
四.伺服电机跟步进电机的六大特性区别
1、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。
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。
2、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。
3、矩频特性不同
中国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。
4、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。
5、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。
6、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。
那是选步进还是选伺服?
选择的常见要素:速度、价格、精度、过载能力、安装尺寸、驱动电压、其他要素。
速度:伺服电机适合0-3000转,加速时间短,步进适合0-700转,低速力矩大,低速不蠕动,可以绝对静止。
价格:相同能力的伺服电机比步进电机贵至少一倍以上。
精度:伺服电机精度更高,高速性能更好过载能力强高响应频率,速度模式更灵活特有的力矩模式,伺服精度更高。
过载能力:有2-3倍过载能力。
安装尺寸:步进安装尺寸略小。
驱动电压:伺服多为220V驱动,闭环步进多为直流驱动。
其他要素:伺服有位置模式、速度模式,步进常用位置模式。
从以上我们可以看出,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。
如果您需要伺服电机相关产品请联系我们。
MOTEC作为一家专业专注于研发、制造运动控制领域精密控制电机及驱动、控制系统。依托超过十几年的运动控制设计和研发领域的专业经验,MOTEC为您提供高品质的创新产品和解决方案.MOTEC的产品范围涵盖标准组件、模块和子系统以及为您量身定制完整的解决方案。
如果您有什么问题,欢迎下方评论或联系我们。
免责声明:本文所转载的内容来自网络,其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺, 如对本文有异议请联系963282946@qq.com进行删除!