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闭环高速步进电机与伺服电机的区别以及闭环高速步进电机的使用场景

2019-09-27

传统闭环高速步进电机与伺服电机的基本区别在于电机类型及其控制方式。闭环高速步进电机通常使用50到100极无刷电机,而典型的伺服电机只有4到12极。极点是电机的一个区域,其中北极或南极磁极是由永磁体磁铁或通过绕组的线圈通过电流产生的。

传统闭环高速步进电机与伺服电机的基本区别在于电机类型及其控制方式。闭环高速步进电机通常使用50到100极无刷电机,而典型的伺服电机只有4到12极。极点是电机的一个区域,其中北极或南极磁极是由永磁体磁铁或通过绕组的线圈通过电流产生的。


闭环高速步进电机不需要编码器,因为它们可以在多个极点之间精确地移动,而极少数的伺服电机则需要一个编码器来跟踪它们的位置。当伺服单元读取电机编码器与指令位置[闭环]之间的差值,并调整移动所需的电流时,闭环高速步进电机仅使用脉冲[开环]递增地移动。

闭环高速步进电机

闭环高速步进电机和伺服电机之间的一些性能差异是各自电机设计的结果。闭环高速步进电机比伺服电机有更多的极点。闭环高速步进电机旋转一圈需要比伺服电机更多的电流通过绕组。与伺服相比,闭环高速步进电机的设计会导致转速降低。使用更高的驱动总线电压通过减小绕组的电气时间常数来降低这种影响。相反地?,高极数在较低速度下具有有益效果,使得闭环高速步进电机相对于相同尺寸的伺服电机具有扭矩优势。


另一个区别是每种电机类型的控制方式。传统的闭环高速步进电机在开环恒流模式下工作。这是节约成本,因为大多数定位应用都不需要编码器。但是,以恒定电流模式运行的闭环高速步进电机系统会在电机和驱动器中产生大量的热量,这是一些应用的考虑因素。伺服控制仅通过提供移动或保持负载所需的电机电流来解决此问题。它也可以提供一个峰值转矩,比加速时的zui大连续电机转矩高几倍。然而,闭环高速步进电机也可以通过增加一个编码器在全伺服闭环模式下进行控制。


与舵机相比,分档器更容易调试和维护。它们更便宜,特别是在小型电机应用中。如果在设计限制范围内操作,它们不会丢失步骤或需要编码器。闭环高速步进电机在静止状态下保持稳定,并保持其位置没有任何波动,特别是在动态载荷下。


伺服系统在要求速度大于2,000转/分钟的高速应用中要求极高,而且在高速下要求高转矩或要求高动态响应。在低于2000RPM的转速下以及低到中等的加速度和高保持转矩下,步进的性能非常出色。


雕刻机用伺服好还是步进好?雕刻机都会需要用到电机。电机也被我们就叫做“马达”。所谓的电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。通俗的说雕刻机电机为设备提供能量。雕刻机电机就有伺服电机和闭环高速步进电机之分。这里说的伺服电机是指在伺服系统控制机械元件运转的发动机。闭环高速步进电机是指将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元闭环高速步进电机件。


清楚了雕刻机两种电机的定义,我们说说雕刻机伺服和步进的区别:


1、控制方式不同:雕刻机伺服电机具有编码器,是闭环控制驱动的;雕刻机闭环高速步进电机是开环控制驱动的。


2、控制精度区别。雕刻机伺服电机精度由自带的编码器所决定,如果编码器刻度值越多精度就越多。雕刻机闭环高速步进电机精度由电机的相数和拍数所决定,如果相数、拍数越高,那么精度就越高。


3、低频特性。雕刻机伺服电机运行还是比较平稳的,就算是在低速运转情况下也不会出现电机振动现象,而闭环高速步进电机就会出现低频振动现象。面对闭环高速步进电机这种现象,我们一般会此采用阻尼技术或调节驱动器细分来解决这个问题。


4、矩频特性不同。具体的说,就是闭环高速步进电机输出力矩会根据转速升高而下降。雕刻机伺服电机是恒定力矩输出的,因此不会因为转速高低改变力度。


5、过载能力的区别。伺服电机具备很强的过载能力,编码器可以根据输出自动调焦,预防因为过载而使得电机损坏。雕刻机闭环高速步进电机就具备过载性能了。如果一旦超出特点范围,那么就很容易导致闭环高速步进电机的损坏。


6、运行性能的区别。上面说过了,雕刻机闭环高速步进电机是属于开环控制的,如果启动频率过高或者负载过大,那么就会出现丢步、不转甚至烧毁的严重后果。雕刻机的伺服电机则是属于闭环控制的,不会出现上述的现象,因此控制性能更加可靠。


7、速度响应的区别。伺服电机的加速只需要短短几秒,因此经常用于要求快速启停的场合中。闭环高速步进电机的加速需要上百毫秒,需要响应的时间更长些。


从上面的介绍中,我们不难看出,伺服电机的优势要比闭环高速步进电机多。伺服电机一般适用于高速运转的场合,例如适合3000~5000转/min的场合,闭环高速步进电机适合500~600转/min的场合。伺服电机的使用、维护等都比闭环高速步进电机麻烦的多。雕刻机用伺服好还是步进好,需要看适用的场合。


电脑绗缝机在家纺生产中是一个很普遍的设备,用电脑绗缝机来进行家纺产品的生产显著的提升了生产效率,提高了生产质量,减少了生产成本。电机是电脑绗缝机中的驱动神经,伺服电机跟闭环高速步进电机都有哪些区别呢?


装配伺服电机的电脑绗缝机有哪些优点?伺服电动机与步进电动机相比,有6个显著特点:


1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了闭环高速步进电机失步的问题;


2、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;


3、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于闭环高速步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;


我们在选择装配伺服电机的电脑绗缝机的时候,首先要看准价格,价格过低可能只是一个吸引消费者眼球的陷阱,当你真正去选购的时候可能就只是告诉你低价的绗缝机是标配,你购买跟自己需求相符合的绗缝机就必须加钱。

闭环高速步进电机的使用场景

步进驱动器:是一种能使闭环高速步进电机运转的功率放大器,能把控制器发来的脉冲信号转化为闭环高速步进电机的角位移,电机的转速与脉冲频率成正比,所以控制脉冲频率可以精确调速,控制脉冲数就可以精确定位。


1.恒流驱动恒流控制的基本思想是通过控制主电路中MOSFET的导通时间,即调节MOSFET触发信号的脉冲宽度,来达到控制输出驱动电压进而控制电机绕组电流的目的。


2.微步驱动微步驱动技术是一种电流波形控制技术。其基本思想是控制每相绕组电流的波形,使其阶梯上升或下降,即在0和zui大值之间给出多个稳定的中间状态,定子磁场的旋转过程中也就有了多个稳定的中间状态,对应于电机转子旋转的步数增多、步距角减小。采用细分驱动技术可以大大提高闭环高速步进电机的步矩分辨率,减小转矩波动,避免低频共振及降低运行噪声


步距角:控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机固有步距角所用驱动器类型及工作状态电机运行时的真正步距角0.9°/1.8°驱动器工作在半步状态0.9°0.9°/1.8°驱动器工作在5细分状


0.36°0.9°/1.8°驱动器工作在10细分状态0.18°0.9°/1.8°驱动器工作在20细分状态0.09°0.9°/1.8°驱动器工作在40细分状态0.045°实用公式:转速(r/s)=脉冲频率/(电机每转整步数*细分数)


3.电压和电流与转速、转矩的关系①闭环高速步进电机一定时,供给驱动器的电压值对电机性能影响大,电压越高,闭环高速步进电机能产生的力矩越大,越有利于需要高速应用的场合,但电机的发热随着电压、电流的增加而加大,所以要注意电机的温度不能超过zui大限值。②一个可供参考的经验值:闭环高速步进电机驱动器的输入电压一般设定在闭环高速步进电机额定电压的3~25倍。建议:57机座电机采用直流24V-48V,86机座电机采用直流36-70V,110机座电机采用高于直流80V。③对变压器降压,然后整流、滤波得到的直流电源,其滤波电容的容量可按以下工程经验公式选取:C=(8000XI)/V(uF)I为绕组电流(A);V为直流电源电压(V)

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