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若何挑选伺服机电和步进机电?

阅读次数:4582020/11/20  

步进机电首要是依相数来做分类,而此中又以二相、五相步进机电为今朝市场上所普遍接纳。二相步进机电每转最细可朋分为400平分,五相则可朋分为1000平分,以是表现出来的特征以五相步进机电较佳、加加快时候较短、静态惯性较低。

二相/五相步进机电差别比拟:

机机电关:

二相步进机电:8个主极‧;4相(2相)4极线圈

五相步进机电:10个主极‧;5相2极线圈

分化能:

二相步进机电:1.8°/0.9°(200、400朋分/圈)

五相步进机电:0.72°/0.36°(500、1000朋分/圈),较二相步进机电超出跨越2.5倍

振动性:

二相步进机电:100-200pps之间为低速共振范畴,振动较大,无明显共振点

五相步进机电:低振动,速率—转矩特征,于速率上不迭五相步进机电,高速率、高转矩

步进机电是一种团圆活动的装配,它和古代数字节制手艺有着实质的接洽。在今朝国际的数字节制体系中,步进机电的利用很是普遍。跟着全部字式交换伺服体系的呈现,交换伺服机电也愈来愈多地利用于数字节制体系中。为了顺应数字节制的成长趋向,活动节制体系中大多接纳步进机电或全部字式交换伺服机电作为履行电念头。固然两者在节制体例上类似(脉冲串和标的目标旌旗灯号),但在利用机能和利用处所上存在着较大的差别。

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现就两者的利用机能作一比拟:

一、节制精度差别

两相夹杂式步进机电步距角通俗为3.6°、1.8°,五相夹杂式步进机电步距角通俗为0.72°、0.36°。也有一些高机能的步进机电步距角更小。如四通公司出产的一种用于慢走丝机床的步进机电,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(bergerlahr)出产的三相夹杂式步进机电其步距角可经由进程拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相夹杂式步进机电的步距角。

交换伺服机电的节制精度由机电轴后真个扭转编码器保障。以松下全部字式交换伺服机电为例,对带规范2500线编码器的机电而言,由于驱动器外部接纳了四倍频手艺,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对带17位编码器的机电而言,驱动器每领受217=131072个脉冲机电转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进机电的脉冲当量的1/655。

二、低频特征差别

步进机电在低速时易呈现低频振动景象。振动频次与负载环境和驱动器机能有关,通俗以为振动频次为机电空载起跳频次的一半。这类由步进机电的任务道理所决议的低频振动景象对机械的通俗运转很是倒霉。当步进机电任务在低速时,通俗应接纳阻尼手艺来降服低频振动景象,比方在机电上加阻尼器,或驱动器上接纳细分手艺等。

交换伺服机电运转很是安稳,即便在低速时也不会呈现振动景象。交换伺服体系具备共振按捺功效,可涵盖机械的刚性缺乏,并且体系外部具备频次剖析机能(fft),可检测出机械的共振点,便于体系调剂。

三、矩频特征差别

步进机电的输出力矩随转速下降而降落,且在较高转速时会急剧降落,以是其任务转速通俗在300~600rpm。

交换伺服机电为恒力矩输出,即在其额外转速(通俗为2000rpm或3000rpm)之内,都能输出额外转矩,在额外转速以上为恒功率输出。

四、过载才能差别

步进机电通俗不具备过载才能。交换伺服机电具备较强的过载才能。以松下交换伺服体系为例,它具备速率过载和转矩过载才能。其转矩为额外转矩的三倍,可用于降服惯性负载在启动刹时的惯性力矩。步进机电由于不这类过载才能,在选型时为了降服这类惯性力矩,常常须要拔取较大转矩的机电,而机械在通俗任务时代又不须要那末大的转矩,便呈现了力矩华侈的景象。

五、运转机能差别

步进机电的节制为开环节制,启动频次太高或负载过大易呈现丢步或堵转的景象,遏制时转速太高易呈现过冲的景象,以是为保障其节制精度,应处置好升、降速题目。交换伺服驱动体系为闭环节制,驱动器可间接对机电编码器反映旌旗灯号停止采样,外部组成地位环和速率环,通俗不会呈现步进机电的丢步或过冲的景象,节制机能更加靠得住。

六、速率呼应机能差别

步进机电从活动加快到任务转速(通俗为每分钟几百转)须要200~400毫秒。交换伺服体系的加快机能较好,以松下msma400w交换伺服机电为例,从活动加快到其额外转速3000rpm仅需几毫秒,可用于请求疾速启停的节制场所。

综上所述,交换伺服体系在很多机能方面都优于步进机电。但在一些请求不高的场所也常常用步进机电来做履行电念头。以是,在节制体系的设想进程中要综合斟酌节制请求、本钱等多方面的身分,选用恰当的节制机电。

步进机电是一种将电脉冲转化为角位移的履行机构。浅显一点讲:当步进驱动器领受到一个脉冲旌旗灯号,它就驱动步进机电按设定的标的目标动弹一个牢固的角度(及步进角)。

您能够经由进程节制脉冲个数来节制角位移量,从而到达精肯定位的目标;同时您能够经由进程节制脉冲频次来节制机电动弹的速率和加快率,从而到达调速的目标。

步进机电分三种:永磁式(pm),反映式(vr)和夹杂式(hb)

永磁式步进通俗为两相,转矩和体积较小,步进角通俗为7.5度或15度;

反映式步进通俗为三相,可完成大转矩输出,步进角通俗为1.5度,但噪声和振动都很大。在西欧等发财国度80年月已被裁减;

夹杂式步进是指夹杂了永磁式和反映式的长处。它又分为两相和五相:两相步进角通俗为1.8度而五相步进角通俗为0.72度。这类步进机电的利用最为普遍。

1、若何准确挑选伺服机电和步进机电

首要视详细利用环境而定,简略地说要肯定:负载的性子(如程度仍是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加加快等请求,上位节制请求(如对端口界面和通信方面的请求),首要节制体例是地位、转矩仍是速率体例。供电电源是直流仍是交换电源,或电池供电,电压规模。据此以肯定机电和配用驱动器或节制器的型号。

2、挑选步进机电仍是伺服机电体系?

实在,挑选甚么样的机电应按照详细利用环境而定,各有其特色。请见下表,天然大白。

3、若何配用步进机电驱动器?

按照机电的电流,配用大于或即是此电流的驱动器。若是须要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。对大转矩机电,尽能够用高电压型驱动器,以取得杰出的高速机能。

4、2相和5相步进机电有何区分,若何挑选?

2相机电本钱低,但在低速时的震撼较大,高速时的力矩降落快。5相机电则振动较小,高速机能好,比2相机电的速率高30~50%,可在局部场所代替伺服机电。

5、什么时候选用直流伺服体系,它和交换伺服有何区分?

直流伺服机电分为有刷和无刷机电。

有刷机电本钱低,布局简略,启动转矩大,调速规模宽,节制轻易,须要保护,但保护便利(换碳刷),发生电磁搅扰,对环境有请求。是以它能够用于对本钱敏感的通俗产业和民用处所。

无刷机电体积小,分量轻,着力大,呼应快,速率高,惯量小,动弹光滑,力矩不变。节制庞杂,轻易完成智能化,其电子换相体例矫捷,能够方波换相或正弦波换相。机电免保护,效力很高,运转温度低,电磁辐射很小,长命命,可用于各类环境。

交换伺服机电也是无刷机电,分为同步和异步机电,今朝活动节制中通俗都用同步机电,它的功率规模大,能够做到很大的功率。大惯量,动速率低,且跟着功率增大而疾速下降。因此适合做低速安稳运转的利用。

6、利用机电时要注重的题目

上电运转前要作以下查抄:

1)电源电压是不是适合(过压很能够形成驱动模块的破坏);对直流输出的+/-极性必然不能接错,驱动节制器上的机电型号或电流设定值是不是适合(起头时不要太大);

2)节制旌旗灯号线接坚固,产业现场要斟酌屏障题目(如接纳双绞线);

3)不要起头时就把须要接的线全接上,只连成最根基的体系,运转杰出后,再慢慢毗连。

4)必然要搞清晰接地方式,仍是接纳浮空不接。

5)起头运转的半小时内要紧密亲密察看机电的状况,如活动是不是通俗,声响和温升环境,发明题目当即停机调剂。


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