在當今的工業(yè)市場中,為應用選擇合適的電機可能非常困難且令人困惑。有多種電機可供選擇:感應電機、同步磁阻電機、步進電機和伺服電機。除所有電機選項外,每個選項的信息通常要么過于基礎(chǔ),要么過于技術(shù)性,無法提供幫助。本文在這里說明步進電機和伺服電機之間的區(qū)別以及何時適合使用每種技術(shù)。
一、什么是步進電機?
步進電機是無刷直流電機。步進電機旨在每轉(zhuǎn)提供一定數(shù)量的定義步數(shù)。例如,200步/轉(zhuǎn)電機將提供1.8/脈沖(360/200脈沖)的位置分辨率。步進控制器每給電機一個脈沖,它就會根據(jù)接收到的脈沖數(shù)向前或向后移動。在我們的步進器示例中,100個脈沖將使電機旋轉(zhuǎn)180。
1、優(yōu)勢-
步進電機可以提供開環(huán)定位,與不能提供定位的開環(huán)感應電機相比,這是一個很大的優(yōu)勢。大多數(shù)步進電機不包括任何反饋以降低步進和控制解決方案的總成本。它們的低成本是它們被廣泛使用的一個重要原因。
工業(yè)應用中的一個優(yōu)勢是步進電機可以與直流供電的步進驅(qū)動器一起運行。它們不需要具有230/460VAC輸入的大型逆變器,也不需要笨重的保險絲和接線。這對于多軸應用非常重要。
2、缺點-
步進器可能會失去它的位置。如果步進電機沒有提供足夠的扭矩來移動軸和負載,就會發(fā)生這種情況。當步進電機的速度太快而無法在每一步鎖定時也可能發(fā)生這種情況。此外,如果負載的慣性導致其在停止時超出預期步長,則可能會發(fā)生這種情況。如果步進器的位置精度很關(guān)鍵,一些電機會添加反饋,如增量編碼器。反饋將識別實際軸位置是否偏離預期位置,并可根據(jù)需要對電機進行修正。負載轉(zhuǎn)矩超過步進電機額定轉(zhuǎn)矩時除外。在這種情況下,電機將停止并且無法自行糾正。
當電源關(guān)閉時,步進器不會保持任何已知位置。因此,他們需要在每次上電時完成歸位程序。當您在家中打開打印機時,您可以看到這一點。您將看到電機完成其重置到已知啟動位置的例行程序。
總之,步進電機非常適合各種行業(yè)和低功率應用,包括3D打印機、可調(diào)傳送帶和小型計量泵。
二、什么是伺服電機?
伺服電機雖然只指由反饋控制的電機,但在自動化領(lǐng)域,專指交流永磁同步電機是公認的。這些電機的定子與感應電機的定子相似,但它們的轉(zhuǎn)子由稀土磁鐵制成。這消除了感應電機中的滑差,并允許伺服電機以頻率和極數(shù)定義的同步速度運行(rpm=120*極數(shù)頻率)。
1、優(yōu)勢-
AC伺服電機使用稀土永磁,因此它們提供一流的扭矩密度。這是必須快速加速和減速的非常動態(tài)的電機應用的首選。伺服電機包括某種反饋,無論是旋轉(zhuǎn)變壓器還是編碼器。軸反饋至關(guān)重要,因為它用于伺服控制器中以控制轉(zhuǎn)子位置和扭矩。
與步進電機不同,伺服電機可以在其速度范圍內(nèi)提供瞬時峰值扭矩。伺服電機的峰值扭矩在某些應用中非常重要,可以優(yōu)化電機選擇。此外,與步進電機相比,交流伺服電機的運行速度要高得多。
涉及功能安全和處理關(guān)鍵或昂貴產(chǎn)品(如半導體機器)的關(guān)鍵運動控制應用應使用帶反饋的伺服電機。步進電機/控制器的低成本優(yōu)勢并不能證明受傷或產(chǎn)品故障的風險是合理的。其最佳用途的常見示例是包裝機、材料處理、機器人技術(shù)等。
2、缺點-
與步進電機相比,伺服電機的主要缺點是電機和控制它的相關(guān)驅(qū)動器的成本。對于低功率應用(例如500W及以下)尤其如此。如果應用不需要伺服電機提供的高精度和高扭矩過載,那么步進電機可能是更好的選擇。
伺服電機非常適用于一系列行業(yè)和應用,為包裝機、金屬切割和成型機以及機器人輸送系統(tǒng)提供動力。
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