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步进电机分为哪三类

步进电机分为哪三类

导读:本文旨在深入探讨步进驱动与伺服驱动的核心差异,并针对实际选型过程中的几个关键问题进行分析。

概述:

步进电机以相数分类,市面上广泛采用二相和五相步进电机。二相步进电机每转最细可分为400等分,而五相则可细分至1000等分。五相步进电机的特性更佳,具有较短的加减速时间和较低的动态惯性。

随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机在数字控制系统中的应用越来越广泛。为了顺应数字控制的发展趋势,运动控制系统中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。尽管二者在控制方式上具有相似性(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上却有着明显的差异。

一、控制精度对比:

1. 二相混合式步进电机的步距角通常为3.6度或1.8度。

2. 五相混合式步进电机的步距角为0.72度或0.36度,一些高性能的步进电机步距角更小。

3. 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。以全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机,其脉冲当量为0.036度,驱动精度远高于步进电机。

二、低频特性对比:

步进电机在低速时可能出现低频振动现象,这种现象与负载情况和驱动器性能有关。而交流伺服电机运转平稳,即使在低速时也不会出现振动。

三、矩频特性对比:

步进电机的输出力矩随转速升高而下降,在较高转速时会急剧下降。而交流伺服电机为恒力矩输出,在额定转速以内都能输出额定转矩。

四、过载能力对比:

交流伺服电机具有较强的过载能力,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯矩。而步进电机在选型时为了克服这种惯矩,往往需要选取较大转矩的电机,但在正常工作期间又不需要那么大的转矩,造成力矩浪费。

五、运行性能对比:

步进电机的控制为开环控制,易出现丢步或堵转现象。而交流伺服驱动系统为闭环控制,控制性能更为可靠。

六、速度影响性能对比:

交流伺服系统的加速性能较好,而步进电机从静止加速到工作转速需要较长的时间。

选型注意事项:

1. 如何正确选择伺服电机和步进电机?主要考虑负载性质、转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,控制要求以及供电电源情况。

2. 如何配用步进电机驱动器?根据电机的电流选择大于或等于此电流的驱动器,需要低振动或高精度时选择细分型驱动器。

3. 2相和5相步进电机有何区别?2相电机成本低,但在低速时的震动较大,5相电机振动较小,高速性能好。

4. 何时选用直流伺服系统?直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,适用于普通工业和民用场合。无刷电机体积小、重量轻、出力大、响应快,适用于各种环境。交流伺服电机功率范围大,适用于低速平稳运行的应用。

5. 使用电机时要注意的问题?在上电运行前,应检查电源电压、控制信号线接驳情况、电机型号或电流设定值等。密切观察电机的运行状态,如发现问题立即停机调整。


步进电机分为哪三类

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