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標(biāo)題: 伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī),同步電動機(jī)和異步電動機(jī)四者間的區(qū)別與聯(lián)系 [打印本頁]

作者: 宅克森 時間: 2011-8-23 20:21
標(biāo)題: 伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī),同步電動機(jī)和異步電動機(jī)四者間的區(qū)別與聯(lián)系
轉(zhuǎn)的一篇文章，適合菜鳥看

在運(yùn)動控制領(lǐng)域，經(jīng)常會接觸到伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī),同步電動機(jī)和異步電動機(jī)等名詞,，許多新手經(jīng)常百思不得其解，他們之間的區(qū)別到底是怎么樣的呢?***就這些問題做了專門描述,，下面我將其內(nèi)容整理出來分享給大家。

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動的裝置,，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系,。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,，運(yùn)動控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī),。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異�,，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較,。

一、控制精度不同:兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°,、 1.8°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °,、0.36°,。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī),，其步距角為0.09°,；德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°,、0.72°,、0.36°,、0.18°、0.09°,、0.072°,、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角,。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證,。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言,，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機(jī)而言,，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655,。

二,、低頻特性不同:步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半,。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時,，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等,。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,，可涵蓋機(jī)械的剛性不足,，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)，可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn),，便于系統(tǒng)調(diào)整,。

三、矩頻特性不同:步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出,。

四,、過載能力不同:步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力,。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力,。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩,。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力,，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。

五,、運(yùn)行性能不同:步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,，所以為保證其控制精度,，應(yīng)處理好升、降速問題,。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,，控制性能更為可靠。

六,、速度響應(yīng)性能不同:步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200～400毫秒,。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例,，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,，可用于要求快速啟停的控制場合。
綜上所述,，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī),。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。所以,，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求,、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)直線異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括定子,、動子和直線運(yùn)動的支撐輪三部分。

為了保證在行程范圍內(nèi)定子和動子之間具有良好的電磁場耦合,，定子和動子的鐵心長度不等,。定子可制成短定子和長定子兩種形式,。由于長定子結(jié)構(gòu)成本高、運(yùn)行費(fèi)用高,，所以很少采用,。直線電動機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁場一樣，定子鐵心也是由硅鋼片疊成,，表面開有齒槽,；槽中嵌有三相、兩相或單相繞組,；單相直線異步電動機(jī)可制成罩極式,，也可通過電容移相。

直線異步電動機(jī)的動子有三種形式：
(1)磁性動子動子是由導(dǎo)磁材料制成(鋼板),，既起磁路作用,，又作為籠型動子起導(dǎo)電作用。
(2)非磁性動子,，動子是由非磁性材料(銅)制成,，主要起導(dǎo)電作用，這種形式電動機(jī)的氣隙較大,，勵磁電流及損耗大,。
(3)動子導(dǎo)磁材料表面覆蓋一層導(dǎo)電材料，導(dǎo)磁材料只作為磁路導(dǎo)磁作用,；覆蓋導(dǎo)電材料作籠型繞組,。

因磁性動子的直線異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，動子不僅作為導(dǎo)磁,、導(dǎo)電體,，甚至可以作為結(jié)構(gòu)部件，其應(yīng)用前景廣闊,。

直線異步電動機(jī)的工作原理和旋轉(zhuǎn)式異步電動機(jī)一樣,，定子繞組與交流電源相連接，通以多相交流電流后,，則在氣隙中產(chǎn)生一個平穩(wěn)的行波磁場(當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場半徑很大時,，就成了直線運(yùn)動的行波磁場)。該磁場沿氣隙作直線運(yùn)動,，同時,，在動子導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢，并產(chǎn)生電流,，這個電流與行波磁場相互作用產(chǎn)生異步推動力,，使動子沿行波方向作直線運(yùn)動。若把直線異步電動機(jī)定子繞組中電源相序改變一下,，則行波磁場移動方向也會反過來,，根據(jù)這一原理,，可使直線異步電動機(jī)作往復(fù)直線運(yùn)動。直線異步電動機(jī)主要用于功率較大場合的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu),，如門自動開閉裝置,，起吊、傳遞和升降的機(jī)械設(shè)備,，驅(qū)動車輛,，尤其是用于高速和超速運(yùn)輸?shù)取Ｓ捎跔恳蛲苿恿芍苯赢a(chǎn)生,，不需要中間連動部分,，沒有摩擦，無噪聲,，無轉(zhuǎn)子發(fā)熱,，不受離心力影響等問題。因此,，其應(yīng)用將越來越廣,。直線同步電動機(jī)由于性能優(yōu)越，應(yīng)用場合與直線異步電動機(jī)相同,，有取代趨勢,。直線步進(jìn)電動機(jī)應(yīng)用于數(shù)控繪圖儀、記錄儀,、數(shù)控制圖機(jī),、數(shù)控裁剪機(jī)、磁盤存儲器,、精密定位機(jī)構(gòu)等設(shè)備中,。同步式(次級為永久磁鋼)由于效率高、推力密度大,、可控性好等優(yōu)點(diǎn),，盡管其對隔磁防塵要求較高和裝配較困難，現(xiàn)在也已成為機(jī)床用直線電機(jī)的主流

作者: 我無法 時間: 2011-8-23 20:42
謝謝了,，很受用,。

作者: yixiaogege 時間: 2011-8-23 21:13
呵謝謝了

作者: chenhao555 時間: 2011-8-23 21:36
謝樓主無私奉獻(xiàn)！�,。,。。,。,。。�

作者: 曼查的魯達(dá) 時間: 2011-8-23 21:45
學(xué)習(xí)了,！多謝樓主,！非常有用！

作者: 世界和平 時間: 2011-8-23 22:01
謝謝分享,很受用,。

作者: 水橋路 時間: 2011-8-24 15:11
學(xué)習(xí)了。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。

作者: chuxue 時間: 2011-8-26 08:46
學(xué)習(xí)了謝謝樓主

作者: jinn_yang 時間: 2012-3-20 08:56
很好，介紹的很詳細(xì)了,，謝謝樓主,！

作者: cbjx003534 時間: 2012-3-20 16:58
謝謝了，很受用,。,。。,。,。。,。,。。

作者: Frankdechao 時間: 2012-3-20 19:11
提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽

作者: 125323037 時間: 2012-4-1 18:49
學(xué)習(xí)了謝謝樓主�,。,。�

作者: 碩鼠XZ 時間: 2012-4-2 09:38
{:soso_e100:}謝謝····

作者: 滾齒切刀 時間: 2012-4-3 22:51
學(xué)習(xí)了 {:soso_e113:}

作者: zhonghua5896 時間: 2012-4-4 22:12
很受用，謝謝樓主,。,。。,。

作者: 兔子123 時間: 2012-4-5 10:35
可以,。。,。,。。,。,。。,。,。。

作者: 怦然心動 時間: 2012-4-5 16:14
謝了,，樓主,。學(xué)習(xí)中{:soso_e135:}

作者: tsms123 時間: 2012-7-17 02:12
學(xué)習(xí)了謝謝樓主

作者: 1100yyz 時間: 2012-7-18 09:21
我還是一頭霧水啊�,。,。￡P(guān)鍵是沒用過,！

作者: taiyang251314 時間: 2012-7-26 14:41
還可以

作者: taiyang251314 時間: 2012-7-26 14:42
好好應(yīng)用

作者: xueteng10 時間: 2012-12-15 13:10
很好,，介紹的很詳細(xì)了，謝謝樓主,！

作者: gaojian2008 時間: 2012-12-17 10:56
比較精辟,，同步電機(jī)和伺服電機(jī)的特點(diǎn)區(qū)分很詳細(xì)，就是普通三相同步電機(jī)和異步電機(jī)沒有作分析哦,！

作者: 鮑魚0號 時間: 2013-3-14 15:08

學(xué)習(xí)了謝謝樓主 ~~

作者: 愛讓我們在一起 時間: 2013-3-19 13:02
學(xué)習(xí)了,。。,。,。。,。,。。,。,。,。。,。,。。,。,。。

作者: 牧馬cowboy 時間: 2013-3-26 12:15

作者: 展翅in天空 時間: 2013-3-29 01:32
謝謝樓主的講解

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