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                環境模擬老化設備中常用的步進電機與伺服電機的優劣勢 對比分析

                發表時間:2016-01-19  |  點擊率:1661

                所謂步進電機就是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。

                所謂伺服電機就是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

                在環境模擬老化試驗設備中,尤其是擺管淋雨試驗裝置、換氣熱老化試驗箱等存在有均有位移要求的試驗設備中經常會用到步進電機或者是伺服電機,那么在環境模擬老化試驗設備中到底是用伺服電機好還是用步進電機會更好呢?其實所有的設備設計生產中,都會根據控制系統及zui終設備運行需要達到的目標值來確定到底是使用哪種電機會更好,而不是僅僅從配套電機的價格來確定好壞,一定是以滿足設備zui終運行效果的*搭配才是的。所以我們必須先學習一下步進電機和伺服電機本身的優劣勢,再來應對試驗設備zui終要在什么樣的點位上滿足什么樣的要求來決定到底是哪種電機更實用,實用效果*就是的搭配。

                步進電機其實是一種感應電機,它是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進電機供電,步進電機才能正常工作,驅動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器。伺服電機主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很的控制電機的轉動,從而實現的定位,可以達到0.001mm。直流伺服電機又分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合;無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定??刂茝碗s,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境;交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,zui高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用,從這點來看在環境類老化試驗設備中,對于試驗樣件要求有低速平穩運行的應用的配套設備我們可以采用伺服電機來控制其運行系統。

                伺服電機相比步進電機的優點:

                一、 低頻特性

                步進電機在低速運行時會出現低頻振動現象,電機運行平穩性略于伺服電機。

                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。

                二、矩頻特性

                步進電機的輸出力矩會隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,步進電機在高速時力矩會很小 

                交流伺服電機為恒力矩輸出,在其額定轉速內能保持力矩不變,都能輸出額定轉矩。

                三、控制精度

                步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大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,選型時電機出力要有充分余量,應處理好起、降速問題。 

                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,電機和驅動器內部構成閉環控制,在其額定力矩內不會出現步進電機的丟步情況,出現過沖情況能補回來,控制性精度能更為可靠。

                步進電機相比伺服電機的優點:

                一、 運行性能

                步進電機運行跟蹤實施特性優于伺服電機,由于步進電機每發一個脈沖走一個角度,發脈信號電機就會走不會有延時,而伺服電機為閉環控制,發完脈沖和編碼返回對比處理,如有過沖在轉回去,有一定延時,蹤蹤特性差于步進電機。例如:用雕刻機畫一個圓形,伺服電機沒步進電機畫的好。在頻繁正反轉跟蹤特性要求較高的場合必需使用步進電機。

                二、操作設置

                步機電機驅動設置簡單,只需將電流,細分設好就可以,伺服驅動器有上百個參數設置,設置很繁瑣

                三、電機

                同等扭力電機步進電機要遠小于伺服電機,如6NM電機,步進電機86就可以作到,而伺服電機要110以上。

                步進電機價格遠低于伺服電機。

                在實際的試驗設備設計及生產中我們要根據客戶的zui終要求來確定,設備控制系統的至關重要的點在哪里,滿足這個點的基礎條件的看步進電機和伺服電機在這一特定條件下是否具有優勢,zui終我們再來確定*的配套方案,只有滿足客戶需要的合理設計才是zui科學的設計,只有滿足客戶實際使用性能的產品zui終才會被客戶認同,才會被市場認同。所以真正的優勢環境類模擬老化試驗設備的生產制造商不是什么都用zui貴的去做配套控制,而是用*的方案解決客戶的zui大難題就是實力的制造商!

                上海長肯設備想客戶所想,急客戶所急,zui大限度的滿足客戶的要求,用科學的設計理念打造環試行業的精工精品。

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