伺服电机控制能否代替步进电机控制,交流伺服电机与步进电机的区别差异.doc
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1、伺服电机控制能否代替步进电机控制,交流伺服电机与步进电机的区别差异伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可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。交流伺服电动机的结构主要可分为两部分,即定子部分和转子部
2、分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组,另一组为控制绕组,交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。 交流伺服电动机使用时,激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf,控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后,伺服电动机很快就会转动起来。 通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场,旋转磁场的转向决定了电机的转向,当任意一个绕组上所加的电压反相时,旋转磁场的方向就发生改变,电机的方向也发生改变。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电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。在非
3、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。步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流
4、电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。伺服电机控制是否可以代替步进电机控制在具体应用场合,当终端负载稳定、动作简单、基本为低速运转时,选用成本低且容易控制的步进电机最为合适;但当终端负载波动范围较大、动作简单、基本为低速运转时,如果选择了步进电机,则会面临一系列烦恼,因为采用方波驱动的步进电机难以消除振动和噪
5、音,并会因为力矩波动而产生失步或过冲。实际上,当终端负载波动范围较大时,即便基本为低速运转状态,也应该选用伺服电机,因为考虑了功效提高因素、节能因素、控制精度提高因素、系统稳定性增加等因素之后,会发现选用价格较高的伺服电机反而提高了综合成本。用伺服电机替代步进电机时应注意哪些问题呢?1、为了保证控制系统改变不大,应选用数字式伺服系统,可仍采用原来的脉冲控制方式;2、由于伺服电机的过载能力强,可以参照原步进电机额定输出扭矩的1/3来确定伺服电机的额定扭矩;3、因为伺服电机的额定转速比步进电机要高得多,最好增加减速装置,让伺服电机工作在接近额定转速下, 这样也可以选择功率更小的电机,以降低成本。当
6、前伺服电机趋向步进化的具体表现:1、小体积高功效:采用最新永磁材料及优化电机设计,使体积较小的电机也能产生很大的扭矩。同一型号电机与不同的驱动器匹配时,最大输出扭矩不同;相同体积电机采用不同绕组形式、不同磁极数时,输出功率也不相同;2、抗冲击扭矩:最大扭矩能达到额定扭矩的若干倍;3、采用高性能的磁性材料,高磁能积;4、电机和驱动器上均可带有温度监视器。伺服电机控制是否可以替代步进电机控制1.步进电机、伺服电机都是控制电机,主要用于精密定位控制用途。特别是伺服电机,数控系统常用电机。一般使用控制器+驱动器+伺服(步进)电机+联轴器+丝杠副+导轨不需要减速器的,因为伺服和步进速度根据脉冲频率可以大
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