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    伺服电机PK步进电机:性能比较与替换注意事项

    浏览次数: 日期:2019-08-20 11:42
    作为电机市场的两大巨头,伺服电机和步进电机一直都在各自的适用领域发光发热,也因为其各有春秋而一直被讨论比较。现在就让我们了解下伺服电机与步进电机之间究竟有哪些区别,以及伺服电机替换步进电机时应注意的问题。
    性能比较
    矩频特性:步进电机输出力矩随转速的升高而下降,高速时会急剧下降,伺服电机在额定转速内为恒力矩输出,在额定转速上为恒功率输出;
    过载能力:步进电机不具备过载能力,伺服电机有较强的过载能力;
    运行性能:步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠;
    速度响应性能:步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
    控制精度步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高;
    低频特性:步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。
     
    伺服电机替换步进电机时,应注意哪些问题?
    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音,并会因为力矩波动而产生失步或过冲。
    伺服电机
    但是在用伺服电机替换产品中的步进电机时,应注意哪些问题?
     
    A、为了保证控制系统改变不大,应选用数字式伺服系统,仍可采用原来的脉冲控制方式;
    B、由于伺服电机厂家都有一定过载能力,所以在选择伺服电机时,经验上可以按照所使用的步进电机输出扭矩的1/3来参考确定伺服电机的额定扭矩;
    C、伺服电机的额定转速比步进电机的转速要高的多,为了充分发挥伺服电机的性能,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。
     
    1、安装方式
    如无特殊规定,试验时电动机应轴向水平安装在GB/T7345规定的标准试验支架上。伺服驱动器的安装方式按产品专用技术条件规定的正常工作方式安装,驱动器应尽可能模拟其实际使用位置进行安装与试验。
     
    2、伺服驱动器环境温度
    (1)使用温度:-10℃~+40℃;
    (2)保存温度:-25℃~+65℃;
    (3)振动/冲击:振动为0.5g(4.9m/s 2),冲击为2g(19.6m/s 2)。
    (4)环境湿度:5%~90%,不出现凝露;
     
    3、环境条件
    (1)标准高度:海拔2000m以下(2000m以上,每上升1000m降容20%);
    (2)结构:壁挂式,开放结构;
    (3)冷却方式:自冷/强制风冷:
    (4)工作制:连续工作制S1;短时工作制S2,30min;连续周期工作制S6,40%;
    (5)功率电路控制方式:三相/单相全波整流,IGBT-PWM方式,正弦波电流控制,驱动频率15kHz/8kHz/4kHz;
     
    很多客户在不了解的时候会误认为伺服电机和步进电机没有多大区别,两者的使用场合应该差不多,其实不然,两者的区别还是挺大的,根据不用的应用场合,应做不同的选择。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。

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