步進驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器的區(qū)別和選擇

1.步進驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器之間的主要區(qū)別。

2.特定選擇過程中的一些實際問題。

概述：

步進電動機主要根據(jù)相數(shù)進行分類，目前市場上廣泛使用兩相和五相步進電動機。由于兩相步進電機每轉(zhuǎn)可分為400等份，而五相步進電機可分為1000等份，因此五相步進電機具有更好的特性，更短的加減速時間以及更低的成本。動態(tài)慣性。

隨著所有數(shù)字AC伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，AC伺服電動機越來越多地用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，大多數(shù)運動控制系統(tǒng)都使用步進電動機或所有數(shù)字AC伺服電動機作為運行電動機。兩種控制方法（脈沖序列和方向信號）相似，但是在性能和應(yīng)用方面存在很大差異。

現(xiàn)在，讓我們比較兩個表演。

首先，控制精度不同。

兩相混合式步進電動機的步進角通常為3.6度和1.8度，五相混合式步進電動機的步進角通常為0.72度和0.36度。也有步進角較小的高性能步進電機。例如，Stone Company生產(chǎn)的低速線材機床中使用的步進電機的步進角為0.09度，德國Bergerlahr生產(chǎn)的三相混合式步進電機的步進角可以通過撥盤進行調(diào)節(jié)。代碼開關(guān)設(shè)置為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，并且與兩相和五相混合式步進電動機的步進角兼容。

交流伺服電機的控制精度由電機軸后部的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下的全數(shù)字交流伺服電機為例。對于帶有標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，因此脈沖當(dāng)量為360度/10000=0.036度。對于帶有17位編碼器的電動機，每當(dāng)驅(qū)動程序收到217=131072脈沖時，電動機就會旋轉(zhuǎn)1圈。即，對應(yīng)的脈沖為360度/131072＝9.89秒。它是與步進電機對應(yīng)的脈沖的1/655，步進角為1.8度。

二：不同的低頻特性

步進電機在低速時容易產(chǎn)生低頻振動。振動頻率與負(fù)載條件和驅(qū)動器的性能有關(guān)，通常將振動頻率視為電動機空載起飛頻率的一半。由步進電機的工作原理確定，這種低頻振動現(xiàn)象非常不利于機器的正常運行。當(dāng)步進電動機以低速運行時，通常應(yīng)使用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，例如在電動機上增加阻尼器或在驅(qū)動器中使用分段技術(shù)。

交流伺服電機運行非常平穩(wěn)，即使在低速時也沒有振動。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可以彌補機械剛度的不足，并且系統(tǒng)的內(nèi)部頻率分析功能（fft）可以檢測到機器的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。

3：不同的瞬時頻率特性

步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨著速度的增加而減小，而在高速時急劇下降，因此運行速度通常為300-600rpm。

交流伺服電機具有恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。換句話說，它可以在額定速度（通常為2000rpm或3000rpm）內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩，并且可以在額定速度范圍內(nèi)輸出恒定的輸出。

4：不同的過載能力

步進電機通常沒有過載能力。交流伺服電機具有很強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例。具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載功能。扭矩是額定扭矩的3倍，可以克服啟動時慣性負(fù)載的慣性矩。步進電機不具有這樣的過載能力，因此在選擇模型時，您通常必須選擇具有較大扭矩的電機來克服這種慣性矩，并且在正常運行期間該機器不需要那么大的扭矩。因此出現(xiàn)扭矩。

5：不同的運行性能

步進電機的控制是開環(huán)控制。如果啟動頻率太高或負(fù)載太大，則很容易失去步伐或失速。如果速度太高，則很容易過沖。因此，為了確保控制精度，您必須很好地處理加速和減速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制。驅(qū)動器可以直接采樣電機編碼器的反饋信號。位置環(huán)和速度環(huán)形成在內(nèi)部。通常，步進電動機不會失步或超調(diào)并失去控制。性能更穩(wěn)定。

6：速度對性能有不同的影響。

步進電動機從靜止?fàn)顟B(tài)加速到工作速度（通常為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200到400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能更好。以Panasonic msma400w交流伺服電機為例，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到3000rpm的額定速度僅需幾毫秒，因此可用于需要高速控制的場合。啟動和停止。

如何選擇

1.如何正確選擇伺服電機和步進電機

它主要取決于具體的應(yīng)用情況。簡而言之，您需要確定負(fù)載的特性（水平或垂直負(fù)載等），扭矩，慣性，速度，精度，加速度和減速度等。例如，更高的控制要求（例如端口接口和通訊要求），主要控制方法是位置，扭矩或速度。電源可以是直流或交流電源，也可以是電池電源，并且是電壓范圍。基于此，它確定哪個驅(qū)動器或控制器與電動機型號匹配。

2.如何使用步進電機驅(qū)動器？

請使用大于或等于該電流的驅(qū)動器，具體取決于電動機的電流。如果需要低振動或高精度，則可以使用分段驅(qū)動器。對于高扭矩電動機，請盡可能使用高壓驅(qū)動器以獲得良好的高速性能。

三相，2相和5相步進電機有什么區(qū)別，如何選擇？

兩相電動機的成本較低，但低速時振動較高，而高速時轉(zhuǎn)矩會迅速下降。五相電動機振動較小，具有良好的高速性能，其速度比兩相電動機快30-50％，在某些情況下可以更換伺服電動機。

4.什么時候應(yīng)該選擇直流伺服系統(tǒng)，與交流伺服系統(tǒng)有什么區(qū)別？

直流伺服電動機分為有刷電動機和無刷電動機。

刷式電動機要求成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，易于控制和維護，但是需要維護（更換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾。環(huán)境。因此，它可用于對成本敏感的常見工業(yè)和私人活動。

無刷電動機體積小，重量輕，輸出大，響應(yīng)速度快，速度快，慣性小，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)且扭矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，易于實現(xiàn)智能化，電子整流方式靈活，可以是方波整流或正弦波整流。該電動機免維護，高效，低工作溫度，低電磁輻射，長使用壽命，可在多種環(huán)境中使用。

交流伺服電動機也是無刷電動機，分為同步電動機和異步電動機。目前，同步電動機一般用于運動控制，功率范圍較寬，可以得到較大的功率。慣性大，轉(zhuǎn)速低，并且隨著功率的增加而急劇下降。因此，它適用于緩慢且平穩(wěn)運行的應(yīng)用程序。

5.使用電動機時應(yīng)注意的問題

在打開電源并運行之前，請檢查以下內(nèi)容。

1）確保電源電壓足夠（過電壓可能會損壞驅(qū)動模塊），直流輸入的+/-極性不得錯誤連接，電動機型號或電流設(shè)置適合驅(qū)動控制器（首先時間不要太大）。

2）控制信號線連接緊密，在工業(yè)現(xiàn)場必須考慮屏蔽問題（使用雙絞線等）。

3）請勿首先連接所有需要連接的電線，僅連接到基本的系統(tǒng)，然后在正常工作后逐漸連接。

4）確保在不了解或未接地的情況下使用浮地。

5）在開始運行的30分鐘內(nèi)密切觀察電動機狀況，例如運行是否正常，聲音和溫度是否升高以及是否有異常，請立即停止并進行調(diào)整。