步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的工作原理

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移的致動(dòng)器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到脈沖信號(hào)時(shí)，其驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沿設(shè)定方向旋轉(zhuǎn)固定角度(稱為“步進(jìn)角度”)，并且以固定角度逐步執(zhí)行該旋轉(zhuǎn)。可以通過控制脈沖數(shù)來控制每個(gè)位移，以達(dá)到精確的定位目的。同時(shí)，可以通過控制脈沖頻率來控制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度和加速度。調(diào)速的目的。

伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁體，由驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在該磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的編碼器將信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器對(duì)反饋?zhàn)龀鲰憫?yīng)。將該值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，并調(diào)整轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度。伺服電機(jī)的精度取決于編碼器的精度(行數(shù))。

步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別

一、低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)，可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。

二、運(yùn)行性能不同

步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

三、速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

四、矩頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)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。

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