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    交流伺服電機和步進電機對比有什么不同?哪種更適合自己?

           隨著工業時代的不斷進步發展,交流伺服電機和步進電機在數字控制系統領域的應用越來越廣泛。兩種在控制方式上有相似處,但在使用性能和應用場合上存在著巨大的差異。那么交流伺服電機和步進電機對比有什么不同點?怎么選擇更適合自己需求的電機產品呢?一起來了解下。

           交流伺服電機內部的轉子是永磁鐵,轉子在電磁場的作用下進行轉動,與此同時伺服電機自帶的編碼器會將信號反饋給驅動器,驅動器再根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號,轉子就轉動一個角度或前進一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比,轉速與脈沖頻率成正比。

           交流伺服電機和步進電機兩者在使用性能上有以下幾點不同:

           1、控制精度上不同

           交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以某品牌全數字式交流伺服電機為例,對于帶標準2000線編碼器的電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈沖當量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為 360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。

           兩相混合式步進電機步距角一般為1.8°、0.9°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小。某生產廠家生產的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、 0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。

           2、低頻特性不同

           交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服電機具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統調整。

           步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。

           從工作運行低頻特性上來看,交流伺服電機優于步進電機。

           3、矩頻特性不同

    交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600RPM。交流伺服電機恒功率輸出要更勝步進電機。

           4、過載能力不同

           交流伺服電機具有較強的過載能力。以某品牌交流伺服電機為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的二到三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。而步進電機一般不具有過載能力。這一點,交流伺服電機又優于步進電機。

           5、運行性能不同

           交流伺服電機驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現丟步或過沖的現象,控制性能更為可靠。步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大容易出現丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。

    所以,在運行性能上面,交流伺服電機同樣要優于步進電機。

           6、速度響應性能不同

           步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服電機的加速性能較好,以中智電氣ZF系列交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。

           綜合以上6點所述,我們可以很直觀的了解到交流伺服電機在許多性能方面都優于步進電機。是選擇交流伺服電機還是交流伺服電機,如果是一些要求不高的場合,是可以用步進電機來做執行電動機,如果對電機要求很高,建議選擇交流伺服電機。在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。


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