步進(jìn)電機和伺服電機的區別
步進(jìn)電機作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統,和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中,步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢,運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖和方向信號),但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異。現就二者的使用性能作一一比較。
基本結構
- 步進(jìn)電機結構圖
- 伺服電機結構圖
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。如鳴志公司(MOONS')生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機搭配其SR系列步進(jìn)驅動(dòng)器,其步距角可通過(guò)撥碼有16檔細分可以選擇1.8°、0.9°、0.45°、0.36°、0.225°、0.18°、0.1125°、0.09°、0.072°、0.05625°、0.045°、0.036°、0.028125°、0.018°、0.0144°、0.014°,兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。 交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以M2交流伺服電機為例,對于帶2500線(xiàn)增量式編碼器的電機而言,由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的1/655。二、低頻特性不同
步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān),一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí),一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。抗共振
- 步進(jìn)系統的一點(diǎn)不足就在于存在著(zhù)固有的共振點(diǎn),SR系列步進(jìn)驅動(dòng)器自動(dòng)計算共振點(diǎn),并以此來(lái)調整控制算法,從而達到抑制共振的目的,極大的提高了中頻穩定性,使得高速時(shí)有更大的力矩輸出,更優(yōu)異的高速性能。
交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可彌補機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點(diǎn),便于系統調整。
振動(dòng)抑制
M2伺服系統的振動(dòng)抑制功能包含共振抑制及阻尼減振兩個(gè)部分。- • 共振抑制功能
提供兩組陷波濾波器(Notch Filters),有效地克服由于設備機械結構固有特性造成的共振問(wèn)題。 - • 阻尼減振功能
可通過(guò)調節控制器提供的阻尼系數改善整個(gè)運動(dòng)系統的阻尼特性,從而有效減小系統的振動(dòng)。