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伺服电机步进电机性能解析一二事

作者:万里疆科技 浏览:193 发表时间:2018-12-13 19:37:11 来源:www.fawlj.com/

伺服电机在选型的时候,需要考虑到控制模式的方式与方法。那么,伺服电机有哪几种控制方法,应该怎样设置呢?本文详细解说伺服电机的三种控制模式:位置控制,线性模组速度控制,扭矩控制。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。 


如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。 如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,直交机械手用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。 对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,伺服电动缸可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。 


伺服电机的控制模式需要根据实际的运动需求决定。三种控制模式各有优缺,选型时可以根据实际情况请伺服电机供应商工程师协助确定。山社步进电机工程部反应部分客户的需求:“我们之前用的步进电机,想要改用伺服电机提高性能;或者我们之前用的伺服,线性马达如果有步进电机可以满足性能也可以给我们推荐下”。针对以上需求,山社步进电机技术工程师给出以下步进电机与伺服电机性能解析:步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。


在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,微型电缸运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似,但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异:

1、控制精度不同

①两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°,也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。

②交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。

对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360/131072=0.0027466°,单轴手臂是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。


2、低频特性不同

①步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。

②交流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。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能,可检测出机械的共振点,便于系统调整。



伺服电机步进电机性能解析一二事
伺服电机步进电机性能解析一二事,详细解说伺服电机的三种控制模式:位置控制,线性模组速度控制和扭矩控制。
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