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行業(yè)視點(diǎn)
步進(jìn)電機和交流伺服電機性能比較
內容簡(jiǎn)介: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。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。
      步進(jìn)電機是一種離散運動(dòng)的裝置,它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(脈沖串和方向信號),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比較。

      一、控制精度不同

      兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為3.6°、1.8°,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)電機步距角更小,如北京和利時(shí)電機技術(shù)有限公司(原四通電機)生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進(jìn)電機,其步距角為0.09°;三相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°等等,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。以某進(jìn)口品牌電機為例,有標準2500線(xiàn)編碼器的電機,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°;而對于帶17位編碼器的電機而言,驅動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。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。

      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,可涵蓋機械的剛性不足,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。

      三、矩頻特性不同

      步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以?xún)龋寄茌敵鲱~定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。

      四、過(guò)載能力不同

      步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以森創(chuàng )交流伺服系統為例,它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。

      五、運行性能不同

      步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象,停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制,驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣,內部構成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象,控制性能更為可靠。

      六、速度響應性能不同

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

      綜上所述,交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以,在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。
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西瑪新聞相關(guān)內容    當前文章:步進(jìn)電機和交流伺服電機性能比較
西瑪三相異步電動(dòng)機已成為發(fā)展的主要方向。
  整個(gè)電機行業(yè)的平均利潤水平呈U型,競爭對手數量呈U型反轉。目前,三相異步電動(dòng)機行業(yè)市場(chǎng)化程度較高,擁有眾多電機企業(yè),整個(gè)行業(yè)正處于整合優(yōu)化的過(guò)程中。微電機和大型電機,包括一些特種電機,由于其技術(shù)難度大、初始投資大、技術(shù)門(mén)檻高,處于U型曲線(xiàn)的最高端。
西安西瑪電機原廠(chǎng)生產(chǎn)的電機滑環(huán)的抗干擾性能很強嗎
  西瑪電機在電機滑環(huán)干擾源的導線(xiàn)上加一個(gè)屏蔽層,屏蔽層接地。方法:如果遇到高工作電壓和高頻率,滑環(huán)應選擇電磁感應屏蔽。在電磁感應屏蔽中,用金屬材料和導電體原材料作為屏蔽層,可以產(chǎn)生很好的電磁干擾。
如何根據空載電流判斷西瑪電機性能?
  一般來(lái)說(shuō),小型電機的空載電流約為額定電流的30%~70%,大中型西瑪電機的空載電流約為額定電流的20%~40%。特別是,特定西瑪電機的空載電流一般不在銘牌或電機產(chǎn)品手冊上標明。
交流電機的用途和作用有哪些?
  西安西瑪電機有限公司生產(chǎn)的交流電機使用和控制非常方便。具有自動(dòng)啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、倒車(chē)、保持等功能,可滿(mǎn)足各種操作需要。電機工作效率高,無(wú)煙、無(wú)臭、無(wú)污染。環(huán)境和噪音也很低。由于其諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于工農業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防、商業(yè)、家用電器、醫療電器等領(lǐng)域。
直流電機和交流電機的具體區別是什么?
  首先,直流電機和交流電機都是由于磁場(chǎng)的作用而工作的電機。直流電可以看作是步進(jìn)電機的一種。一般來(lái)說(shuō),直流電機的功率不如交流電機,特別是無(wú)刷電機克服了有刷電機的許多缺點(diǎn),但也存在諧振等缺點(diǎn)。
高速電機為什么那么難搞?
  高速電機不是廠(chǎng)家不想做,而是研發(fā)高速電機的難度不是一般的大,那是相當的大,難在哪呢?今天西安西瑪電機技術(shù)人員就給寶寶們說(shuō)說(shuō)高速電機為什么那么難搞。
一種將傳統機床電主軸電機革命性的升級技術(shù)方案
  一種將傳統機床電主軸革命性的升級,在原有不改變機床配置的前提下可以提高傳統數控機床電主軸的加工能力,可以從原來(lái)的0-24000RPM的加工范圍,擴展到0-100000RPM的超高轉速的加工,這主要得力于Kasite(卡西德)提供的技術(shù)方案:
航空工業(yè)造超高效工業(yè)電機獲一級節能認證
  中航電動(dòng)汽車(chē)(鄭州)有限公司研制生產(chǎn)的高效工業(yè)電機正廣泛應用于紡織行業(yè)的細紗機和化纖紡織機等高牽入轉矩節能電動(dòng)機系統,相對于紡織專(zhuān)用異步電動(dòng)機系統,有功節電率在8%~19%之間。
永磁電機讓我海軍戰力再提升。
  永磁體的磁場(chǎng)會(huì )隨著(zhù)時(shí)間減弱,特別是在極端的情況下,例如高溫、低溫這樣的情況下,永磁體的磁場(chǎng)會(huì )出現永久性的減弱。而潛艇的主電機如果用永磁電機的話(huà),就要有相當的技術(shù)水平。
交流同步電機高壓變頻調速裝置成功投運及技術(shù)。
  目前國產(chǎn)大功率變頻裝置成功應用于同步電機的實(shí)例很少,都是國外品牌一統天下。目前我國大型同步電機應用變頻調速雖然剛剛起步,但國外已經(jīng)廣泛使用。通過(guò) 他們長(cháng)期的運行實(shí)踐表明:應用高壓大功率變頻調速系統的經(jīng)濟效益良好、其可靠性也可以得到保證。因此我國高壓同步電機變頻調速裝置將來(lái)的市場(chǎng)前景巨大。
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