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怎樣選擇步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)呢？
發(fā)布時(shí)間：2023/5/22 瀏覽：538
博辰光電介紹怎樣選擇步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)呢？
步進(jìn)電機(jī)主要按相數(shù)分類，包括兩相五相步進(jìn)電機(jī)目前在市場上應(yīng)用廣泛。兩相步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)可分為400等份，而五相步進(jìn)電機(jī)可分為1000等份，因此五相步入電機(jī)具有良好的特性，加減速時(shí)間短，動(dòng)態(tài)慣性小。主要取決于具體的應(yīng)用情況。有必要確定：負(fù)載的性質(zhì)、扭矩、慣性、速度、精度、加速度和減速度等要求，以及上層控制要求。主要控制模式為位置、扭矩或速度。電源是直流還是交流，還是電池供電，電壓范圍。
一、結(jié)構(gòu)上。步進(jìn)電機(jī)以一步一步的方式旋轉(zhuǎn)，磁性線圈逐漸拉動(dòng)磁鐵，使其從一個(gè)位置移動(dòng)到下一個(gè)位置。為了使電機(jī)向任何方向移動(dòng)100個(gè)位置，電路需要步進(jìn)100次。步進(jìn)電機(jī)利用脈沖實(shí)現(xiàn)遞增運(yùn)動(dòng)，無需任何反饋傳感器即可實(shí)現(xiàn)精確定位。
伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式不同。它將位置傳感器連接到磁性轉(zhuǎn)子(即編碼器)，并將繼續(xù)檢測電機(jī)的準(zhǔn)確位置。伺服監(jiān)控電機(jī)的實(shí)際位置和指令位置之間的差異，并相應(yīng)調(diào)整電流。這種閉環(huán)系統(tǒng)可以使電機(jī)保持正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
二、速度和扭矩。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的性能差異來自于它們不同的電機(jī)設(shè)計(jì)方案。步進(jìn)電機(jī)的極數(shù)遠(yuǎn)大于伺服電機(jī)。因此，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)整圈時(shí)，需要交換更多繞組電流，從而在速度增加時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩快速下降。此外，如果達(dá)到最大扭矩，步進(jìn)電機(jī)可能會(huì)失去速度同步功能。由于這些原因，伺服電機(jī)是大多數(shù)高速應(yīng)用的首選。相反，由于步進(jìn)電機(jī)比相同尺寸的伺服電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢，因此步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)具有更多的磁極優(yōu)勢。
三、簡單性和成本。步進(jìn)電機(jī)不僅比伺服電機(jī)低，而且易于調(diào)試和維護(hù)。步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)下穩(wěn)定，可以保持位置(即使在動(dòng)態(tài)負(fù)載下)。然而，如果某些應(yīng)用有更高的性能要求，它必須是更昂貴和更復(fù)雜的伺服電機(jī)。
四、定位。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)在需要隨時(shí)了解機(jī)器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中有重要區(qū)別。在步進(jìn)電機(jī)控制的開環(huán)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，控制系統(tǒng)認(rèn)為電機(jī)始終處于正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。然而，在遇到問題后，例如部件卡住導(dǎo)致電機(jī)失速，控制器無法理解機(jī)器的實(shí)際位置，從而導(dǎo)致位置丟失。伺服電機(jī)本身的閉環(huán)系統(tǒng)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：如果被物體卡住，它會(huì)立即被檢測到。機(jī)器將停止運(yùn)行，永遠(yuǎn)不會(huì)失去位置。
五、熱量和能耗。開環(huán)步進(jìn)電機(jī)使用固定電流并釋放大量熱量。閉環(huán)控制僅提供速度回路所需的電流，從而避免電機(jī)發(fā)熱。
伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的正確選擇
主要根據(jù)具體應(yīng)用確定：載荷特性(如水平或垂直載荷)、扭矩、慣性、速度和精度加減速要求、上位控制要求(如端口接口和通信要求)，主要控制方式為位置扭矩或速度。電源是直流還是交流，還是電池電源，以及電壓范圍。因此，確定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號(hào)。
伺服控制系統(tǒng)最適合涉及動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的高速應(yīng)用，例如機(jī)器人手臂。步進(jìn)控制系統(tǒng)更適合低至中等加速度和高保持扭矩應(yīng)用，如3D打印機(jī)和傳送帶副軸等。交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。目前，運(yùn)動(dòng)控制一般采用同步電機(jī)，功率范圍大，功率大。高慣性，低最大速度，隨著功率的增加而迅速降低。因此，它適合低速平穩(wěn)運(yùn)行。
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