傳統(tǒng)電機(jī),步進(jìn)電機(jī),伺服電機(jī)的區(qū)別和選用原則
文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機(jī) 人氣:3383發(fā)表時間:2021-03-08
一、按控制方式劃分區(qū)別
1) 傳統(tǒng)電機(jī)
原理:模擬量輸入,即對電樞繞組直接通電,對電機(jī)的控制完全取決于對
輸入電流和電壓的控制。
優(yōu)點(diǎn):價格低,控制電路簡單,功率可以做到很大。
缺點(diǎn):精度很低,調(diào)速曲線很粗糙。
2) 步進(jìn)電機(jī)
原理:步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(及步進(jìn)角)。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的 速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
優(yōu)點(diǎn):由于是數(shù)字量輸入,電機(jī)精度得到了極大的提高,速度與加速度控制很容易實(shí)現(xiàn),且控制效果較好。
缺點(diǎn):高速時性能差,控制器驅(qū)動器電路復(fù)雜體積大。價格高于傳統(tǒng)電機(jī)。
3) 伺服電機(jī)
原理:伺服電動機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī),分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類,伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
優(yōu)點(diǎn):由于伺服電機(jī)自帶電機(jī)編碼器形成內(nèi)閉環(huán)所以控制精度很高,能在高速下正常運(yùn)行。驅(qū)動器可與上位機(jī)直接通信。
缺點(diǎn):價位高,進(jìn)口商品供貨周期長,維修費(fèi)用高。
二、選用原則
1、從成本考慮
傳統(tǒng)電機(jī)<步進(jìn)電機(jī)<伺服電機(jī)
2、從電機(jī)轉(zhuǎn)速要求考慮
傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬但調(diào)速不精確且不平滑,并且隨轉(zhuǎn)速降低功率也會降低,隨之帶來的是轉(zhuǎn)矩降低;步進(jìn)電機(jī)對轉(zhuǎn)速要求更加苛刻,轉(zhuǎn)速過低時會出現(xiàn)抖動和爬行現(xiàn)象,速度高時扭矩會大幅度降低,所以步進(jìn)電機(jī)僅適用于中速運(yùn)行情況。
伺服電機(jī)在轉(zhuǎn)速方面優(yōu)勢很明顯,基本沒有明顯的弱點(diǎn)。
3、從控制精度考慮
傳統(tǒng)電機(jī)因?yàn)槭悄M量控制所以精度無法保證,步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)是數(shù)字信號控制其精度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電機(jī),但是伺服電機(jī)自帶編碼器實(shí)現(xiàn)內(nèi)閉環(huán)控制能有效的減少掉步的情況,并且通常情況下伺服電機(jī)步距角要遠(yuǎn)小于步進(jìn)電機(jī)因此精度更高。
1) 傳統(tǒng)電機(jī)
原理:模擬量輸入,即對電樞繞組直接通電,對電機(jī)的控制完全取決于對
輸入電流和電壓的控制。
優(yōu)點(diǎn):價格低,控制電路簡單,功率可以做到很大。
缺點(diǎn):精度很低,調(diào)速曲線很粗糙。
2) 步進(jìn)電機(jī)
原理:步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(及步進(jìn)角)。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的 速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
優(yōu)點(diǎn):由于是數(shù)字量輸入,電機(jī)精度得到了極大的提高,速度與加速度控制很容易實(shí)現(xiàn),且控制效果較好。
缺點(diǎn):高速時性能差,控制器驅(qū)動器電路復(fù)雜體積大。價格高于傳統(tǒng)電機(jī)。
3) 伺服電機(jī)
原理:伺服電動機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī),分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類,伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
優(yōu)點(diǎn):由于伺服電機(jī)自帶電機(jī)編碼器形成內(nèi)閉環(huán)所以控制精度很高,能在高速下正常運(yùn)行。驅(qū)動器可與上位機(jī)直接通信。
缺點(diǎn):價位高,進(jìn)口商品供貨周期長,維修費(fèi)用高。
二、選用原則
1、從成本考慮
傳統(tǒng)電機(jī)<步進(jìn)電機(jī)<伺服電機(jī)
2、從電機(jī)轉(zhuǎn)速要求考慮
傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬但調(diào)速不精確且不平滑,并且隨轉(zhuǎn)速降低功率也會降低,隨之帶來的是轉(zhuǎn)矩降低;步進(jìn)電機(jī)對轉(zhuǎn)速要求更加苛刻,轉(zhuǎn)速過低時會出現(xiàn)抖動和爬行現(xiàn)象,速度高時扭矩會大幅度降低,所以步進(jìn)電機(jī)僅適用于中速運(yùn)行情況。
伺服電機(jī)在轉(zhuǎn)速方面優(yōu)勢很明顯,基本沒有明顯的弱點(diǎn)。
3、從控制精度考慮
傳統(tǒng)電機(jī)因?yàn)槭悄M量控制所以精度無法保證,步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)是數(shù)字信號控制其精度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電機(jī),但是伺服電機(jī)自帶編碼器實(shí)現(xiàn)內(nèi)閉環(huán)控制能有效的減少掉步的情況,并且通常情況下伺服電機(jī)步距角要遠(yuǎn)小于步進(jìn)電機(jī)因此精度更高。
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