导语:步进电机以其精确的控制特性和广泛的应用而闻名,尤其是两相混合式和五相混合式的步进电机,它们分别具有3.6°、1.8°、0.72°以及更小的步距角。然而,与之竞争的是伺服电机,这种电机在精度控制方面展现出了更加出色的表现。
伺服电机与步进电机六大区别:一、控制精度差异深化
步进电机中的两相混合式通常拥有3.6°或1.8°的步距角,而五相混合式则能提供0.72°乃至更微小的角度。这一点可以通过高性能产品来证明,比如四通公司生产的一款用于慢走丝线切割设备的小型步进电机会达到仅有的0.09°。德国百格拉公司(BERGERLAHR)的三相混合式产品同样展示了它多样的选择,能够通过拨码开关设置为不同的频率,从而兼容不同类型的步进电机。
相反,交流伺服系统依赖于后端编码器来保证其卓越的控制精度。松下的全数字交流伺服驱动器就是一个例子,它利用内置四倍变频技术,使得脉冲量值达到360/10000=0.036°;对于配备17位编码器的大型设备,其驱动器每接收217个脉冲即可完成一个完整圈转,即每秒9.89秒,与传统1.8°分辨率下只能达到的脉冲当量比作对比。
二、高效低速运行特性探究
步进操作过程中常会遇到低速振动问题,这种振动通常与负载情况及驱动性能相关,并且振频一般为空载起跳频率的一半。为了应对这些不利影响,如阻尼技术被用来克制这种振荡,比如安装阻尼装置或者采用细分技术。
交流伺服系统因其平稳运行特性,在任何速度下都不会出现明显震荡。此外,系统内建有共振抑制功能,可以适应机械刚性的不足,并且包含了频率分析仪(FFT),使得检测机械共振点变得轻松,便于进行调整优化。
三、矩阵输出力矩对比
步进操作能力随着转速升高而减少,并在较高转速时迅速降低,因此它们最高工作速度范围通常限制在300至600RPM之间。而交流伺服发挥恒力矩输出,即在额定速度范围内始终保持最大力矩输出。在超出额定转数后,则作为恒功率输出体现。
四、过载保护能力比较
一般来说,步進電機并没有过载保护功能,但这并不意味着所有场合都适合使用它们,因为他们可能需要处理惯性负荷启动期间产生的大力矩。但换句话说,他们不能承受突然增加负担的情况。
反观,交流伺服系統具备较强过载能力,以松下的某款交叉服务系统为例,其支持速度和扭矩双重过载,以满足惯性加载启动时所需巨大的扭矩需求,同时也避免了选用大扭矩但实际上工作条件不需要那么大的情况下浪费能源的问题。
五、运作性能对比分析
在使用过程中,由于开环控制模式,一些场景可能会遇到丢失同步或堵车问题,以及高速停止时容易发生翻滚等问题。
对此,有闭环调控策略可供选择,如松下的MSMA400W交叉服务马达就能从静止加速至3000RPM只需几毫秒,是非常快速启停要求严格的情境中不可或缺的一个选项。
综述:
总结起来,无论是在哪一种应用环境中,都必须考虑成本因素以及具体需求,以决定是否采用专门设计用于执行任务的小型轴上的提升配置还是充满潜力的交叉服务解决方案。在设计过程中要权衡优势与局限,将最好的解决方案带给用户。