在精密制造领域,男孩们往往会选择上技校学习电机维修专业,这不仅能够让他们掌握精确控制的艺术,还能深入理解伺服电机与步进电机之间的微妙差异。导语:步进电机和伺服电机都是高精度运动控制的重要工具,但它们在性能上的差异却如同天壤之别。
首先,两相混合式步进电机通常具有3.6°或1.8°的步距角,而五相混合式则为0.72°或0.36°;高端产品甚至可以达到更小的角度,如四通公司生产的一款用于慢走丝线切割机床的步进电机,其步距角可达0.09°。德国百格拉公司(BERGERLAHR)的三相混合式步进电机则通过拨码开关实现多种不同的步距角设置,从而兼容两相和五相混合式设备。
另一方面,交流伺服系统采用旋转编码器来保证其卓越的控制精度。在松下全数字交流伺服驱动器中,使用四倍变频技术使得脉冲当量极低,即便是带有标准2500线编码器的设备,其脉冲当量也仅为360°/10000=0.036°。对于17位编码器配备的情形,每接收217个脉冲即完成一个完整圈程,以此比照1.8°步进电机会显得更加精细。
接着,我们探讨了两个类型间在低频特性的差异。当工作于较低速度时,部分型号下的步进机械可能引发振动现象,这种情况取决于负载、驱动能力及振动频率,与空载起跳频率一半相关。此类振动对正常运行造成威胁,因此常需采取阻尼技术以克制,如加装阻尼器或实施细分技术。然而,交流伺服系统展现出平稳运转,无论是在低速还是其他任何时刻,都不会出现这些问题,并且内置共振抑制功能,可涵盖机械刚性不足,同时具备检测共振点并调整系统配置所需的手段(FFT)。
矩频特性也是双方的一个关键区别。在输出力矩方面,一般来说,当转速升高时,功率输出将随之减少。而交流伺服系统提供恒力矩输出,即从其额定转速(通常2000RPM或3000RPM)范围内都能稳定保持额定转矩,并且在超出该范围后,它将表现为恒功率输出模式。
关于过载能力,我们知道绝大多数一步迈型无法承受过载,而交替服务型拥有强大的抗压能力。例如松下的交流服务体系设计支持速度和力量过载,它们能够承担惯性负荷在启动期间产生的大力矩。这意味着用户无需为了应对瞬态负荷而选用太大尺寸,但同时又能避免因正常操作期间未使用到的额外力的浪费。
最后,在运行性能上,由于一步迈型采用的是开环控制,所以当启动过程中出现快速变化或者负荷增加时,有风险发生丢失同步状态或者堵车的情况。一旦停止过程中高速旋转容易导致过热。但反观闭环调控的是交替服务系,其中驱动程序直接读取编码信息进行反馈处理,不会出现丢失同步的问题。此外,加速至最大工作速度只需要几毫秒,比起几百毫秒所需时间显著缩短,使得它适合应用急停需求场景。
综述表明虽然某些要求并不严格的情况下仍然广泛使用一步迈型执行机构,但从整体来看交替服务系统优于它。在选择合适电子元件时应该综合考虑各种因素包括成本效益等,因此技校学生必须深入了解这两种不同类型以及它们各自优势与局限,以便更好地满足实际应用中的需求。