01 步進電機和伺服電機 步進電機和伺服電機是目前常用的電機類型。 伺服電機得益于其準確、精確、快速定位以及機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,被廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中,特別是各種運動控制系統(tǒng)中,常被作為執(zhí)行元件所使用。 步進電機,一般通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機的角位移量,以達到精確定位的目的。步進電機主要被應(yīng)用在精確轉(zhuǎn)速、位置控制等需求上。 隨著全球數(shù)字化、自動化趨勢加強,設(shè)備對于控制系統(tǒng)的需求和要求不斷提高且差異化。 步進電機和伺服電機都可以作為控制系統(tǒng)使用,雖然兩者在控制方式上都會涉及脈沖以及方向信號,但在具體使用和性能上還是存在差異,現(xiàn)就二者的使用性能做簡易比較。 
02 控制方式 步進電機屬于開環(huán)控制,通過控制脈沖個數(shù)以實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)動角度的目的,一個脈沖對應(yīng)一個步距角。 伺服電機則是閉環(huán)控制,通過控制脈沖時間長短控制轉(zhuǎn)動角度。 03 控制精度 步進電機的精度和相數(shù)以及拍數(shù)相關(guān)聯(lián),基本呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系,其相數(shù)和拍數(shù)越多,則精度越高。 伺服電機的控制精度取決于自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高。 04 運行性能 步進電機屬于開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大時會出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。如若設(shè)備在停止時處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài),則容易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。同時,在響應(yīng)上步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速一般需要 200~400ms。 作為閉環(huán)控制的伺服電機,系統(tǒng)驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的失步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。同時伺服電機具有較好的加速性能,幾毫秒就可以達到工作轉(zhuǎn)速,適用于要求快速啟動停止的場合。 05 低頻特性 振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),一般認為振動頻率是電機空載起跳頻率的一半。 步進電機的一大明顯缺點是存在固有的共振點,在低速狀態(tài)下,步進電機易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。這種低頻現(xiàn)象是由步進電機的工作原理所決定,不利于機器的正常運轉(zhuǎn),所以在使用步進電機時通常會采用阻尼技術(shù)來降低低頻振動的影響。 伺服電機運轉(zhuǎn)一般較為平穩(wěn),具有共振抑制功能,即使在低速狀態(tài)下也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。伺服系統(tǒng)可涵蓋機械的剛性不足的缺點,且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。 06 矩頻特性 步進電機的輸出力矩和轉(zhuǎn)速相關(guān),且波動較為明顯。一般情況下步進電機的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降,當(dāng)達到一定轉(zhuǎn)速時輸出力矩會急劇下降,****工作轉(zhuǎn)速一般在 300~600r/min。 伺服電機為恒力矩輸出,在額定轉(zhuǎn)速(一般是 2000 或 3000 r/min)以內(nèi)都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 07 過載能力 步進電機一般不具有過載能力。 伺服電機具有較強的過載能力。 08 成本 毫無疑問步進電機具有性價比上的優(yōu)勢,伺服電機快速響應(yīng)、高速化、高精度、強適應(yīng)性等優(yōu)點也使得產(chǎn)品在設(shè)計與制造上更為昂貴。 09 電機選擇 伺服電機和步進電機各有其優(yōu)勢和特點,在選擇電機種類時可以參照需求側(cè)重點進行對應(yīng)選擇。 工作速度,如果所要求的工作速度低于300rpm/min,完全可以考慮步進電機,但工作速度要求在300rpm/min以上基本以伺服電機為主。 對運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的要求,步進電機屬于非連續(xù)工作狀態(tài),存在有振動及噪聲問題,伺服電機則是平穩(wěn)運行,少有振動出現(xiàn)。如果設(shè)備不需要連續(xù)工作,則可以考慮選擇步進電機。 對控制精度的要求,步進電機一般是開環(huán)系統(tǒng),所有精度都是通過計算得出來的,細分后存在與實際脫離的問題;伺服電機屬于全閉環(huán),反映真實位置情況?梢愿鶕(jù)現(xiàn)實情況下對精度要求在步進電機和伺服電機中進行選擇。 
|