如何正確選擇伺服電機和步進電機?
步進電機和伺服電機是自動化工業(yè)生產(chǎn)中常用的執(zhí)行電機,其應(yīng)用領(lǐng)域十分相似,但事實上兩者之間是存在一定差異的,主要視具體應(yīng)用情況而定,簡單地說就是要確定:負載的性質(zhì)(如水平還是垂直負載等),轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求,上位控制要求(如對端口界面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓范圍。據(jù)此以確定電機和配用驅(qū)動器或控制器的型號。
1、步進電機和伺服電機各有什么特點?
(一)步進電機的主要特點
1、步進電機沒有積累誤差。一般來說,步進電機的精度大約是其實際步距角的3
~5%,且不會累積
2、步進電機在工作時,電脈沖信號會按一定順序(例如AB-CA-B-C等)輪流加到各相繞組上。
3、步進電機與其它電機不同,其實際工作電壓和電流可以超過額定大小,但選擇時不應(yīng)偏離額定值太多。
4、步進電機外表允許的最高溫度可以達到80-90°C
5、進電機的力矩會隨著其頻率(或速度)的增大而降低。
6、混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍可以通過將電機與驅(qū)動器接線的A+和A-(或者B+和B-)對調(diào)即可改變其旋轉(zhuǎn)方向
(二)伺服電機的主要特點
1、起動轉(zhuǎn)矩比較大,當一旦給定子提供控制電壓,轉(zhuǎn)子就會立即轉(zhuǎn)動,所以伺服電機具有起動快、靈敏度高的特點。
2、運行范圍比較廣。
3、不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,正常運轉(zhuǎn)的伺服電機一旦失去控制電壓,電機立即停止運
2、如何配用步進電機驅(qū)動器?
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根據(jù)電機的電流,配用大于或等于此電流的驅(qū)動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型馴動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機,盡可能用高電壓型驅(qū)動器,以獲得良好的高速性能
3、2相和5相步進電機有何區(qū)別,如何選擇?
2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。5相電機則振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高30~50%,可在部分場合取代伺服電機。
4、何時選用直流伺服系統(tǒng),它和交流伺服有何區(qū)別?
直流伺服電機分為有刷和無刷電機有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定??刂茝碗s,容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環(huán)境交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉(zhuǎn)動速度低,且隨著功率增大而快速降低。所以適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。
5、使用電機時要注意那些問題?
通電運行前要好以下檢查:
1、)電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅(qū)動模塊的損壞);對于直流輸入的+/-極性一定不能接錯,驅(qū)動控制器 上的電機型號或電流設(shè)定值是否合適(開始時不要太大)
2、)控制信號線接牢靠,工業(yè)現(xiàn)場最好要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線)
3、)不要開始時就把需要接的線全接上,只連成最基本的系統(tǒng),運行良好后,再逐步連接。
4、)一定要搞清楚接地方法,還是采用浮空不接5)開始運行的半小時內(nèi)要密切觀察電機的狀態(tài),如運動是否正常,聲音和溫升情況,發(fā)現(xiàn)問題立即停機調(diào)整
6、對于伺服驅(qū)動器我可以選擇那種工作方式?
開環(huán)模式翰入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出負載率。此模式用于無刷電機驅(qū)動器,和有刷電機驅(qū)動器的電壓模式相同。
電壓模式輸入命令電壓控制驅(qū)動器的翰出電壓。此模式用于有刷電機驅(qū)動器,和無刷電機驅(qū)動器的開環(huán)模式相同電流模式(力矩模式)輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸岀電流(力矩)。驅(qū)動器調(diào)整負載率以保持命令電流值。如果驅(qū)動器可以速度或位置環(huán)工作,一般都含有此模式補償模式輸入命令控制電機速度。R補償模式可用于控制無速度反饋裝置電機的速度。驅(qū)動器會調(diào)整負載率來補償輸出電流的變動。當命令響應(yīng)為線性時,在力矩擾動情況下,此模式的精度就比不上閉環(huán)速烹模式了Ha速度模式輸入命令電壓控制電機速度。此模式利用電機上ha傳感器的頻率來形成速度閉環(huán)。
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由于hal傳感器的低分辨率,此模式一般不用于低速運動應(yīng)用編碼醫(yī)速度模式翰入命令電壓控制電機速庋。此模式利用電機上編碼器脈沖的頻率來形成速度閉環(huán)。由于編碼器的高分辨率,此模式可用于各種速烹的平滑運動控制測速機模式輸入命令電壓控制電機速度。此模式利用電機上模擬測速機來形成速度閉環(huán)。由于直流測速機的電壓為模擬連續(xù)性,此模式適合很高精度的諫度控制。當然,在低速情況下,它也容易受到干擾模擬位置環(huán)模式(ANP模式)輸入命令電壓控制電機的轉(zhuǎn)動位置。這其實是一種在模擬裝置中提供位置反饋的變化的速度模式(如可調(diào)電位器、變壓醫(yī)等)。在此模式下,電機速度正比于位置誤差。且具有更快速的響應(yīng)和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。
總而言之,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當?shù)目刂齐姍C
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