步进与伺服的区别
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伺服电机与步进电机的区别在自动控制系统中,使用电机作为驱动源十分普遍。
伺服电机(Servo Motor)和步进电机(Stepper Motor)常被使用于工业控制和机器人控制等领域。
虽然两种电机都可以用于控制机械的运动,但它们之间存在显著的差异。
本文将介绍伺服电机和步进电机的区别,以及它们的不同优劣势。
一、工作原理伺服电机和步进电机的工作原理不同。
伺服电机通过反馈控制来实现闭环控制。
伺服电机驱动器根据反馈传感器返回的信息(通常是位置、速度或加速度),根据与期望值的差异进行调整,从而更好地控制电机输出。
伺服电机的反馈控制可以使其在各种负载下快速响应,具有更高的精度。
步进电机基于开环控制,通过输入一个脉冲序列来控制旋转角度。
步进电机的转速和位置取决于控制器发出的脉冲数,一个脉冲会使电机转动一个特定的角度,电机的最大位置精度也取决于控制器脉冲的数量和频率。
二、工作范围伺服电机和步进电机的适用范围也不同。
伺服电机通常适用于精确的位置控制。
它们可以控制机械系统的位置和速度,并准确达到既定的目标。
伺服电机通常安装在需要更小运动误差的场合,如传送带、医疗设备和机器人等。
由于它们通常具有更快的响应速度和更精确的反馈系统,因此它们的性能比步进电机更好。
步进电机可以对转动进行高度精确的控制,因此它们适用于需要较简单位置控制的场合,如打印机、数码相机、自动门、自动售货机等。
步进电机的响应时间较长,因此它们不适用于需要高速响应的应用。
三、控制方式伺服电机和步进电机需要不同的控制方式。
伺服电机一般需要PWM的方式来进行速度和位置控制,需要反馈环来进行控制保证。
使用PWM的控制方式可以调节输入的电流和电压,以实现更好的控制。
相对而言,步进电机的控制比较简单,在控制时只需要向其输入脉冲即可。
四、使用场合伺服电机和步进电机一般应用于不同的场合。
伺服电机一般应用于精密度要求比较高的机械和自动化设备中,如医疗设备、印刷机、自动化生产线、数控机床等。
一文了解步进电机与伺服电机区别步进电机和伺服电机是工控领域应用最广泛的两类产品,而它们的核心分别是步进电机控制器与伺服电机控制器,本文将给大家讲解这两种器件不一样的地方。
一、工作原理的不同步进电机控制器:它是一种能够发出均匀脉冲信号的电子产品,它发出的信号进入步进电机驱动器后,会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号,带动步进电机运转。
步进电机控制器能够准确的控制步进电机转过每一个角度。
驱动器所接收的是脉冲信号,每收到一个脉冲,驱动器会给电机一个脉冲使电机转过一个固定的角度,就因为这个特点,步进电机才会被广泛的应用到现在的各个行业里。
伺服电机控制器:它是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。
一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。
二、组成也不一样1、步进电机控制器的三大电路电机驱动电路:在H桥电路的基础上设计步进电机驱动电路。
采用分立元件MOS 管搭建双H桥驱动电路是成熟的电机控制方案,电路不复杂,根据MOS管的不同工作电流的上限甚至可以高达数十安培,是理想的步进电机驱动器方案。
电机参数测量电路:电机电流采样电阻选用康铜电阻,一端连接H桥下方,另一端接GND。
电压电流信号调理电路采用LM324运放搭建,电压跟随后送入MCU,由MCU 内置10BitA/D转换器进行A/D采样。
机壳温度监测选用数字温芯片DS18B20,将其贴至电机外壳表面,实时监测温度参数并送入MCU。
电源及MCU控制电路:系统中的驱动电路用输入电压供电,MCU和蓝牙模块需要额外的3.3V电压供电,传统的线性稳压器效率低、尺寸大且发热严重,因此使用DC—DC 开关电源方式提供3.3V电压,保证器件的正常工作。
2、伺服电机控制器的电路组成电机整流电路:整流单元主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路,实质是一组共阴极与一组共阳极的三相半波可控整流电路的串联,习惯将其中阴极连接在一起的三个晶间管称为共阴极组;阳极连接在一起的三个晶闸管称为共阳极组。
步进电机驱动器与伺服电机驱动器的区别【干
货】
1、控制精度不同。
步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。
2、控制方式不同;一个是开环控制,一个是闭环控制。
3、低频特性不同;步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。
交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频特性不同;步进电机的输出力矩会随转速升高而下降,交流伺服电机为恒力矩输出,
5、过载能力不同;步进电机一般不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。
6、运行性能不同;步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码
器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
7、速度响应性能不同;步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机,但是价格比就不一样了。
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伺服驱动与步进驱动的差异比较在自动化应用领域,电机驱动是至关重要的组成部分。
伺服驱动和步进驱动是两种常见的电机驱动方式。
虽然它们都是用于控制电机的,但它们之间存在着一些显著的差异。
本文将比较伺服驱动和步进驱动之间的差异,包括以下几个方面。
1. 工作原理伺服驱动和步进驱动在工作原理上存在着很大差异。
步进驱动通常通过改变电机定子的相序来控制转子的位置;而伺服驱动则是通过一个反馈回路实现控制和调整。
伺服驱动具有更为精确的位置控制和更高的重复性。
2. 运行速度在运行速度方面,步进驱动有着一定的缺陷。
步进驱动具有固定的步距和转速,但随着转速的增加,步进电机容易出现失步现象。
相反,伺服驱动可以更好地适应不同的转速,并且具有更高的控制精度和更快的响应速度。
3. 功率控制伺服驱动和步进驱动在功率控制方面也存在差异。
步进驱动是一种开环控制系统,其无法准确控制每个步进电机的功率。
伺服驱动则可以通过反馈回路实现精确的电流控制,从而控制电机的输出功率。
4. 成本在成本方面,步进驱动通常会更便宜一些。
步进驱动的控制系统相对简单,容易用低成本部件实现;而伺服驱动则需要更为复杂和昂贵的控制系统。
5. 应用范围由于伺服驱动具有更高的控制精度和更快的响应速度,因此它们通常用于需要高精度定位和速度控制的应用程序中,例如机器人、数控机床和自动精密加工设备等。
而步进驱动通常用于较低要求的应用程序中,例如纺织、包装和印刷等行业。
结论尽管伺服驱动和步进驱动都是控制电机的有效方式,但它们之间存在着很大的差异。
伺服驱动具有更高的控制精度和更快的响应速度,更适用于需要高精度定位和速度控制的应用程序中。
而步进驱动则适用于对精度和速度要求较低的应用程序中,同时还具有更低的成本。
在选择驱动方式时,应根据应用程序的具体要求进行决策。
步进电机与伺服电机的区别如下:一、控制的方式不同步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的,一个脉冲对应一个步距角。
伺服电机是通过控制脉冲时间的长短控制转动角度的。
二、所需的工作设备和工作流程不同步进电机所需的供电电源(所需电压由驱动器参数给出),一个脉冲发生器(现在多半是用板块),一个步进电机,一个驱动器(驱动器设定步距角角度,如设定步距角为0.45°,这时,给一个脉冲,电机走0.45°);其工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲:信号脉冲和方向脉冲。
伺服电机所需的供电电源是一个开关(继电器开关或继电器板卡),一个伺服电机;其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。
三、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。
交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。
四、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600r/min。
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000 或3000 r/min)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。
五、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。
交流伺服电机具有较强的过载能力。
以某交流伺服系统为例:它具有速度过载和转矩过载能力,其最大转矩为额转矩的3倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。
(步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象)六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400ms。
步进电机和伺服电机的区别,如何选择?电机的应用覆盖到许多领域,包括著名的步进电机和伺服电机。
然而,对于许多用户来说,他们不知道这两种电机的主要区别,不知道如何选择。
那么,步进电机和伺服电机有什么区别呢?以下从五个方面简要描述了它们的差异: 1.工作原理这两种电机在原理上有很大的不同。
步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元件。
伺服主要依靠脉冲定位,伺服电机本身具有脉冲功能,所以伺服电机旋转角度,会发出相应数量的脉冲,使伺服电机接受脉冲呼应,或闭环,使系统清楚多少脉冲,收集多少脉冲,准确控制电机旋转,实现准确定位。
2.控制精度步进电机的精度一般通过步进角的精确控制来实现,步进角有多种不同的细分齿轮,可以实现精确控制。
伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证,一般伺服电机的控制精度高于步进电机。
3.转速和过载能力步进电机在低速运行时容易产生低频振动,因此当步进电机在低速运行时,通常需要使用阻尼技术来克服低频振动现象,如在电机上添加阻尼器或驱动器上使用细分技术,而伺服电机没有这种现象,其闭环控制特性决定了其在高速运行时保持优异的性能。
两者的矩频特性不同,伺服电机的额定速度一般大于步进电机。
步进电机的输出扭矩会随着速度的增加而下降,而伺服电机是恒定扭矩输出的,因此步进电机一般没有过载能力,而交流伺服电机的过载能力较强。
4.运行性能步进电机一般由开环控制。
当启动频率过高或负载过大时,会出现故障或堵塞。
因此,有必要处理速度问题或增加编码器闭环控制,以检查什么是闭环步进电机。
伺服电机采用闭环控制,更容易控制,无故障。
5.成本步进电机在性价比上有优势。
为了实现相同的功能,伺服电机的价格大于相同功率的步进电机。
伺服电机的高响应.高速和高精度的优势决定了产品的高价格,这是不可避免的。
综上所述,步进电机和伺服电机从工作原理出发.控制精度.过载能力.运营性能和成本差异很大。
但两者都有自己的优势。
步进电机与伺服电机区别步进电机和伺服电机是现代工业中常见的两种电动执行元件,它们在自动化控制系统中起着重要作用。
虽然它们都是电动机,但在工作原理、应用领域和性能特点上有着明显的区别。
本文将从几个方面对步进电机和伺服电机进行比较,以帮助读者更好地理解它们之间的差异。
1. 工作原理步进电机:步进电机是一种将电脉冲转变为机械位移的电机,它通过将电流施加到定位磁极上来产生转矩,并通过轴向的步进角来控制位置。
步进电机在不需要传感器反馈的情况下可以实现精确的位置控制。
伺服电机:伺服电机是一种通过与位置或速度传感器配合的反馈系统来控制输出位置、速度或转矩的电机。
伺服电机通常能够更及时地响应控制系统的指令,并且具有更高的精度和性能。
2. 应用领域步进电机:步进电机适用于需要简单位置控制的场合,如打印机、数控机床、3D 打印机等。
由于步进电机没有速度和位置反馈控制,因此在需要更高精度和速度的应用中往往表现不佳。
伺服电机:伺服电机适用于对位置、速度和转矩要求较高的自动化系统中,如飞机控制系统、机器人、医疗设备等。
伺服电机能够根据传感器反馈的信号实现更高精度的闭环控制。
3. 性能特点步进电机:- 简单控制,易于编程。
- 低成本,可靠性高,需使用专用驱动器。
- 无需外部传感器反馈,但容易失步。
- 通常适用于低速、低精度的应用。
伺服电机: - 高性能,精度高。
- 价格较高,需要专用控制器与反馈系统。
-高速响应,稳定性好,适用于高精度、高速度的控制系统。
- 需要传感器反馈,实现闭环控制,准确度更高。
4. 总结综上所述,步进电机和伺服电机在工作原理、应用领域和性能特点上存在明显的区别。
选择合适的电机取决于具体的应用需求,如果需要简单的位置控制且成本较低,步进电机是一个不错的选择;而如果需要更高的精度、速度和稳定性,伺服电机则更为适合。
在实际工程中,我们应根据实际需求来选择适合的电机类型,以确保系统的稳定运行和高效性能。
伺服电机和步进电机的区别伺服电机和步进电机是两种常见的电动机类型,它们在工业和自动化领域中都有着广泛的应用。
虽然它们在操作原理和性能上有所不同,但都是用来将电能转化为机械能以实现精确的运动控制。
本文将从几个方面来详细阐述伺服电机和步进电机的区别。
1. 工作原理:伺服电机是通过将电机转子的位置反馈与控制器中的设定位置进行比较,然后对电机进行调整以保持位置的准确性。
它通常由电机、编码器和控制器组成,控制器通过不断调整电机的输入信号,使其保持在设定的位置。
步进电机则是通过控制电机的脉冲信号来驱动电机转动。
每个脉冲信号将使电机转子移动一个固定的步距,而且步进电机的运动是离散的,它没有位置反馈环路,因此无法实现精确定位和速度控制。
2. 控制方式:伺服电机通常使用闭环控制系统,它能够感知运动过程中的任何位置偏差,并通过调整输入信号来纠正这些偏差。
因此,伺服电机能够实现非常精确的位置和速度控制。
而步进电机通常使用开环控制系统,只需提供恰当的脉冲信号即可使电机转动。
但由于没有位置反馈,当负载变化或步进电机负载过重时,步进电机容易丢步,导致运动位置的误差。
3. 动态响应:伺服电机的动态响应性能优于步进电机。
由于伺服电机有位置反馈环路,并通过控制器实时调整输入信号,所以能够更精确地控制和调节运动位置、速度和加速度。
步进电机的动态响应受限于脉冲信号的频率和步距角。
虽然通过增加脉冲频率可以提高步进电机的转速,但在高速或高负载情况下,步进电机的动态响应性能会下降,容易产生失步现象。
4. 负载承受能力:伺服电机能够以较高的力矩输出进行运动控制,适用于大负载和高精度的应用。
因为其具有位置反馈和动态调整功能,能够根据负载的变化实时调整控制信号,保持较高的运动精度。
相比之下,步进电机的力矩输出相对较低,通常适用于较小的负载和低精度的应用。
步进电机常用于一些相对简单的工作,如印刷、包装和纺织等行业中。
5. 适用领域:由于伺服电机的高精度、高速度和高负载承受能力,它广泛应用于需要精确控制位置、速度或加速度的领域,例如机床、机器人、自动化生产线等。
一、步进电机而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。
步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。
因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步,七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段,新品种和高性能电机不断开发,目前,随着科学技术的发展,特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展,使步进电机在众多领域得到了广泛应用。
二、伺服电机伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等。
可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。
调速性好,单位重量和体积下,输出功率最高,大于交流电机,更远远超过步进电机。
多级结构的力矩波动小。
三、步进电机和伺服电机的主要区别1.工作原理方面的区别步进电机是通过依次激活每个电磁线圈的方式来实现转动的。
当电流经过每个线圈时,电磁力将引起转子对齿轮或传动系统的转动。
每次激活电磁线圈,转子就会以固定的角度移动一步。
因此,步进电机的运动是离散的,可以精确控制每一步的位置。
相比之下,伺服电机是通过反馈控制系统来实现精确控制和定位。
伺服电机的系统结构包括一个电机、编码器和反馈控制器。
编码器会实时监测电机转子的位置,并将数据反馈给控制器。
控制器根据所需位置和实际位置之间的差异来调整电机的转速和力矩输出,以确保精确的运动控制。
步进电机与伺服电机的综合比较步进电机和伺服电机是自动化工业生产中常用的执行电机,其应用领域十分相似,但事实上两者之间是存在一定差异的,本文通过说明两者之间的特点和工作原理,进一步分析了两者之间的区别,给实际生产运用提供了参考。
一、步进电机和伺服电机的主要特点(一)步进电机的主要特点1.步进电机没有积累误差。
一般来说,步进电机的精度大约是其实际步距角的3~5%,且不会累积。
2.步进电机在工作时,电脉冲信号会按一定顺序(例如A-B-C-A-B-C等)轮流加到各相绕组上。
3.步进电机与其它电机不同,其实际工作电压和电流可以超过额定大小,但选择时不应偏离额定值太多。
4.步進电机外表允许的最高温度可以达到80-90° C。
5.步进电机的力矩会随着其频率(或速度)的增大而降低。
6.混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围。
7.可以通过将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可改变其旋转方向。
(二)伺服电机的主要特点1.起动转矩比较大,当一旦给定子提供控制电压,转子就会立即转动,所以伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。
2.运行范围比较广。
3.不会产生自转现象,正常运转的伺服电机一旦失去控制电压,电机立即停止运转。
二、步进电机和伺服电机的工作原理(一)步进电机的工作原理步进电机可以将电脉冲信号转换为机械信号,步进电机每发送一个电脉冲,就可以使其旋转一个固定的角度,称为步距角。
步距角的大小由其转子齿数Zr 和拍数N所决定。
当连续给电机发送多个电脉冲信号时,就可以使其进行连续运行。
此外,可以通过改变发送的电脉冲信号的频率来控制电机转动的速度,从而实现精确定位和调速的目的。
(二)伺服电机的工作原理伺服电机内部也同样由定子和转子组成,其转子是永磁铁,驱动器控制的三相电首先在定子绕组中形成电磁场,而转子在这种电磁场的作用下发生旋转,与此同时伺服电机通过编码器将转动信号反馈给驱动器,通过闭环调节在驱动器内调整转子转动的角度,从而实现精确的定位控制。
伺服电机和步进电机的区别(一)伺服电机和步进电机是目前工业中应用比较广泛的两种电动机,它们在驱动精度、反应速度、能耗等方面有比较明显的差异。
接下来将从以下四个方面对它们进行比较。
1. 基本工作原理伺服电机的基本工作原理是在控制器的作用下,将反馈的位置和速度信号与预设的目标位置、速度进行比较后,通过调节电机的电流大小和方向,实现精确的控制。
而步进电机的工作原理是在控制器的驱动下,按照预设的步进角度以及方向进行转动,具有固定的步进角度,能够比较稳定地输出转矩。
2. 驱动精度伺服电机在驱动精度方面表现更为优异,可以实现更高的控制精度,不仅可以达到较高的转速,还可以精确地控制位置、速度等参数。
而步进电机虽然在精准定位方面有一定的优势,但是在运动过程中容易发生失步,导致驱动精度有时候不能够得到很好的保证。
3. 反应速度伺服电机具有更快的反应速度,可以更快地响应控制信号进行控制,应用范围更广,适用于速度要求较高的场合。
而步进电机由于在控制信号响应速度以及电磁转矩上存在一定的局限性,反应速度相对较慢,适用于速度要求较低的场合。
4. 能耗与实际应用伺服电机在能耗上比步进电机高出不少,而且在实际应用中,伺服电机具有更广泛的适用性,更加稳定,控制也更为直观,可以应用在许多不同场所,比如机床、自动化设备、飞机、船舶等。
而步进电机则主要应用于定位、打印等精细控制领域,其性价比表现更好。
总的来说,伺服电机和步进电机是应用比较广泛的两种电动机,在驱动精度、反应速度、能耗等方面有明显的差异,它们在不同的场合具有不同的应用价值。
因此,在采用电动机的时候,需要根据实际应用的情况进行选择,以达到最好的驱动效果。
最大的区别是:1、伺服电机闭环的,本身有反馈。
2、步进电机是开环系统,没有反馈。
闭环比开环精度高。
3、上位控制:伺服多数可以接脉冲信号,也可以接模拟电压信号,伺服电机一般分交流跟直流,精度较高,而步进只能接脉冲信号,现在很多简化的也伺服只能接脉冲信号。
4、起动频率:一般只有步进有这么个参数,因为步进电机快速启动,也就是说你上来给他一个频率很高的脉冲,他会堵转,给一个脉冲,电机起动一下。
容易丢步伺服基本上没有这个问题。
5、工作环境:一般来说,伺服更脆弱些,容易出问题,工作环境恶劣的时候伺服就不是太好用,那种低温,高温,防暴,防水的伺服因为生产难度较大基本上都是天价,当然这种步进也不便宜。
步进电机选型中必须注意的问题1、选择保持转矩(HOLDING TORQUE)保持转矩也叫静力矩,是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。
由于步进电机低速运转时的力矩接近保持转矩,而步进电机的力矩随着速度的增大而快速衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以说保持转矩是衡量步进电机负载能力最重要的参数之一。
比如,一般不加说明地讲到1N.m的步进电机,可以理解为保持转矩是1N.m。
2、选择相数两相步进电机成本低,步距角最少1.8 度,低速时的震动较大,高速时力矩下降快,适用于高速且对精度和平稳性要求不高的场合;三相步进电机步距角最少1.5度,振动比两相步进电机小,低速性能好于两相步进电机,最高速度比两相步进电机高百分之30至50,适用于高速且对精度和平稳性要求较高的场合;5相步进电机步距角更小,低速性能好于3相步进电机,但成本偏高,适用于中低速段且对精度和平稳性要求较高的场合。
3、选择步进电机应遵循先选电机后选驱动器原则,先明确负载特性,再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线,找到与负载特性最匹配的步进电机;精度要求高时,应采用机械减速装置,以使电机工作在效率最高、噪音最低的状态;避免使电机工作在振动区,如若必须则通过改变电压、电流或增加阻尼的方法解决;电源电压方面,建议57电机采用直流24V-36V、86电机采用直流46V、110电机采用高于直流80V;大转动惯量负载应选择机座号较大的电机;大惯量负载、工作转速较高时,电机而应采用逐渐升频提速,以防止电机失步、减少噪音、提高停转时的定位精度;鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下,超出此力矩范围,且运转速度大于1000RPM时,即应考虑选择伺服电机,一般交流伺服电机可正常运转于3000RPM,直流伺服电机可可正常运转于10000RPM。
伺服电机和步进电机的区别伺服电机和步进电机是常用的两种电机类型,它们在工业自动化和机械控制领域有广泛的应用。
虽然它们都是用于转动控制,但在工作原理、性能特点以及适用场景上存在一些重要的区别。
本文将详细介绍伺服电机和步进电机的区别。
一、工作原理的区别1. 伺服电机的工作原理伺服电机是通过外部的控制信号来实现位置和速度的闭环控制。
它包括了电机、编码器、驱动器和控制器等部件。
当控制信号传输到电机驱动器时,驱动器会将电流传送到电机,以产生转矩。
同时,编码器会不断地向控制器反馈电机的实际位置信息。
控制器利用编码器所反馈的信息来计算误差,并产生相应的调整信号送回驱动器,从而实现位置和速度的精确控制。
2. 步进电机的工作原理步进电机是一种开环控制的电机,它通过向电机控制器输入脉冲信号来驱动电机转动。
电机驱动器会将脉冲信号转换为电流,产生转矩。
步进电机的转角是离散的,每个脉冲信号使电机转动一个固定的步距,因此步进电机的运动是精确可控的。
二、性能特点的区别1. 伺服电机的性能特点伺服电机具有高精度、高速度和高转矩输出的特点。
由于采用闭环控制,伺服电机能够实现准确的位置和速度控制。
此外,伺服电机具有较低的转矩波动和较快的动态响应性能,适用于对运动精度要求较高的场景。
2. 步进电机的性能特点步进电机具有较低的成本和较简单的控制系统。
由于采用开环控制,步进电机的控制系统相对简化,适用于一些对成本要求较低且控制精度要求不高的场景。
此外,步进电机具有较高的静态转矩和较大的抗负载特性,适用于一些需要大转矩输出的场合。
三、适用场景的区别1. 伺服电机的适用场景伺服电机广泛应用于需要高精度、高速度和高转矩输出的场景,如数控机床、印刷设备和纺织设备等。
由于其闭环控制的特点,伺服电机能够实现较高的定位精度和过载能力,适用于对运动控制要求严格的应用领域。
2. 步进电机的适用场景步进电机广泛应用于需要连续旋转、较低成本和简化控制系统的场景,如3D打印机、扫描仪和机器人等。
伺服系统与步进系统有什么区别伺服系统和步进系统是两种常见的运动控制系统,它们在工业自动化、机器人、数控机床等领域发挥着重要作用。
虽然它们都可以实现精确的运动控制,但在原理、控制方式以及适用范围上存在一些区别。
本文将深入探讨伺服系统和步进系统之间的区别。
一、原理区别伺服系统是通过反馈控制的方式来控制运动位置、速度和力矩的。
它由伺服驱动器和伺服电机组成,通过不断与编码器等反馈元件进行比较,实现对位置、速度和力矩的调整。
伺服系统可以实现闭环控制,精度高、稳定性好。
步进系统是利用步进电机的特性来实现精密的定位。
步进电机每次接收到一个脉冲信号,就会按照固定的步距转动一个角度。
步进系统是开环控制,无需反馈,相对简单。
但步进电机运动时容易发生失步现象,会导致位置误差积累。
二、控制方式区别伺服系统可以通过位置控制、速度控制和力矩控制来实现不同的运动需求。
可以根据需要选择不同的控制模式,更加灵活多样。
步进系统通常只能以开环位置控制的方式进行运动,即控制脉冲信号的频率和数量来控制运动步长和速度。
无法实现对速度和力矩的闭环控制,控制精度相对较低。
三、适用范围区别伺服系统适用于对运动精度要求较高,动态响应速度要求较高的场合。
它在工业自动化、机器人、医疗设备等领域得到广泛应用。
步进系统适用于对定位精度要求较高,速度相对较低的场合。
它在打印设备、纺织设备、数控机床等领域有着广泛应用。
总结:伺服系统和步进系统都是常见的运动控制系统,它们在原理、控制方式和适用范围上存在一些区别。
伺服系统采用反馈控制方式,可以实现闭环控制,精度高、稳定性好。
步进系统是开环控制,相对简单,但容易出现失步现象。
伺服系统适用于对运动精度和动态响应速度要求较高的场合,步进系统适用于对定位精度要求较高、速度相对较低的场合。
正确选择伺服系统和步进系统,可以更好地满足不同应用领域的需求,推动工业自动化技术的不断发展。
步进电机——开环步进电机(开环)步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机,应用极为广泛。
不超载的情况下,电机的转速和停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,即驱动器,将直流电变成分时供电的多相时序控制电流。
步进电机虽然由直流电流供电,但是不能理解为直流电机,直流电机是将直流电能转换为机械能的动力电机,而步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机。
步进电机——步进伺服对比注意步进电机应用于低速场合--每分钟转速不超过1000r/min,最佳工作区间是150~500r/min,(闭环步进可达1500)。
贰相步进电机在60~70r/min容易出现低速共振现象,产生振动和噪音,需要通过改变减速比、增加细分数、添加磁性阻尼器等方式避免。
细分精度注意事项,当细分等级大于4后,步距角的精度不能保证,精度要求高,最好换用相数更多(即步距角更小)的步进电机或闭环步进、伺服电机。
(开环)步进电机与伺服电机的7不同:A控制精度——伺服电机控制精度可以根据编码器设置,精度更高;B低频特性——步进电机低频容易振动,伺服电机不会;C矩频特性——步进电机随转速提高力矩变小,所以其最高工作转速一般在<1000r/min,伺服电机在额定转速内(一般3000r/min)内都能输出额定力矩,在额定转速以上为恒功率输出,最高转速可达5000 r/min;D过载能力——步进电机不能过载,伺服电机最大力矩可过载3倍;E运行性能——步进电机为开环控制,伺服电机时闭环控制;F速度响应——步进电机启动时间0.15~0.5s,伺服电机0.05~0.1,最快可0.01s达到额定3000r/min;G效率指标——步进电机效率约60%,伺服电机约80%;实际使用中会发现:伺服电机贵,贵出很多,所以同步电机应用更广泛,特别是在定位精度要求不是很高的同步带传动、平带输送机等场合经常使用步进电机。
伺服电机和步进电机区别性能比较步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度差异两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。
对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
伺服电机和步进电机的区别伺服电机和步进电机都是常见的电机类型,它们在许多应用中发挥着重要作用,但它们之间有许多明显的区别。
本文将介绍伺服电机和步进电机的区别,帮助大家更好地了解它们各自的特点和适用场景。
1. 原理和工作方式伺服电机•伺服电机是一种闭环控制系统,通过反馈信号和控制算法来精确控制转速和位置。
•伺服电机通常由电机、编码器、控制器和功率放大器组成,实现与控制系统的高度集成。
步进电机•步进电机是一种开环控制系统,按照一定的步进角度以固定的速度运转。
•步进电机通过逐步激活电磁线圈来实现转动,无需额外的位置反馈装置。
2. 控制精度和速度响应伺服电机•由于采用闭环控制系统,伺服电机具有更高的控制精度和速度响应。
•可以实现极高的位置精度和动态性能,适用于对运动控制精度要求较高的场景。
步进电机•步进电机的控制相对简单,速度范围受到限制,无法实现高速运动和高加速度。
•虽然步进电机在一定范围内可以实现较高的位置精度,但总体控制精度和响应速度都不及伺服电机。
3. 功率和效率伺服电机•由于闭环控制系统的复杂性,伺服电机通常需要较大的功率放大器来驱动电机。
•在高负载和高速运动时,伺服电机通常能够实现更高的工作效率。
步进电机•步进电机结构相对简单,不需要额外的功率放大器,功率消耗较低。
•在低速和中等负载的应用中,步进电机通常能够实现更高的效率。
4. 应用场景伺服电机•适用于精密定位、高速运动和动态响应要求高的应用领域,如数控机床、机器人等。
•对控制系统要求较高,需要快速、精准的位置控制的场景。
步进电机•适用于对控制精度要求不高、速度变化较小的应用场景,如打印机、扫描仪等。
•在一些简单的位置控制和定步移动的场景中得到广泛应用。
结论综上所述,伺服电机和步进电机在原理、控制精度、功率效率和应用场景等方面存在明显的区别。
选择合适的电机类型取决于具体的应用需求和性能要求,理解它们之间的区别有助于选型和应用中做出更好的决策。
步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、 1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。
对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
步进电机和伺服电机的区别在于:1、控制精度不同。
步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。
2、控制方式不同;一个是开环控制,一个是闭环控制。
3、低频特性不同;步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出
统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频
出,5、过载能力不同;步进电机一般不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。
6、运行性能不同;步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
7、速度响应性能不同;步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
交流伺服的应用领域
1、冶金、钢铁—连铸拉坯生产线、铜杆上引连铸机、喷印标记设备、冷连轧机,定长剪切、自动送料、转炉倾动。
2、电力、电缆—水轮机调速器、风力发电机变桨系统、拉丝机、对绞机、高速编织机、卷线机、喷印标记设备等。
3、石油、化工—挤压机、胶片传动带、大型空气压缩机、抽油机等。
4、化纤和纺织--纺纱机、精纺机、织机、梳棉机、横边机等。
5、汽车制造业—发动机零部件生产线、发动机组装生产线,整车装配线、车身焊接线、检测设备等。
6、机床制造业—车床、龙门刨、铣床、磨床、机械加工中心、
制齿机等。
7、铸件制造业—机械手、转炉倾动、模具加工中心等。
8、橡塑制造业--塑料压延机、塑料薄膜袋封切机、注塑机、挤出机、成型机、涂塑复合机、拉丝机等。
9、电子制造业—印刷电路板(PCB)设备、半导体器件设备(光刻机、晶圆加工机等)、液晶显示器(LCD)设备、整机联装及表面贴装(SMT)设备、激光设备(切割机、雕刻机等)、通用数控设备、机械手等。
10、造纸业—纸张传送设备、特种纸造纸机械等。
11、食品制造业—原料加工设备、灌装机械、封口机、其他食品包装及印刷设备等
12、制药业—原料加工机械、制剂机械、饮片机械、印刷及包装机械等
13、交通—地铁屏蔽门、电力机车、船舶导航等
14、物流、装卸、搬运—自动仓库、搬运车、立体车库、传动带、机器人、起重设备和搬运设备等
15、建筑—电梯、传送带、自动旋转门、自动开窗等
16、医疗—CT、X光机、核磁共振MRI等
17、试验设备—汽车试验设备、扭矩试验设备等
伺服系统的发展趋势
(一)交流化
伺服技术将继续迅速地由DC伺服系统转向AC伺服系统。
从目前国际市场的情况看,几乎所有的新产品都是AC伺服系统。
在工业发达的国家,AC伺服电机的市场占有率已超过80%,在国内生产AC伺服电机的厂家也越来越多,正在逐步超过生产DC伺服电机的厂家。
可以预
见,不久的将来控制工程网版权所有,除了在某些微型电机领域之外,AC伺服电机将完全
取代DC伺服电机。
(二)全数字化
采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机(DSP)的伺服控制单元将全面取代模拟电子器件为主的伺服控制单元,从而实现完全数字化的伺服系统。
全数字化的实现,将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制,从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进方法成为可能。
(三)高度集成化
新的伺服系统产品改变了将伺服系统划分为速度伺服单元与位置伺服单元两个模块的
做法,代之以单一的、高度集成化、多功能的控制单元。
同一个控制单元,只要通过软件设置系统参数,就可以改变其性能,既可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环调节系统,又可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度的全闭环调节系统。
(四)智能化
智能化是当前一切工业控制设备的流行趋势,伺服驱动系统作为一种高级的工业控制装置当然也不例外。
最新数字化的伺服控制单元通常都设计为智能型产品,他们的智能化特点表现在以下几个方面:
1)具有参数记忆功能。
系统的所有参数都可以通过人机对话的方式由软件来设置,保存在伺服单元内部,通过通信接口,这些参数甚至可以在运行途中由上位计算机加以修改;
2)具有故障自诊断与分析功能。
无论什么时候,只要系统出现故障,就会将故障的类型以及可能引起故障的原因通过用户面板清楚地显示出来,这就简化了维修与调试的复杂性;(3)具有参数自整定的功能。
众所周知,闭环调节系统的参数整定是保证系统性能指标的重要环节,带有自整定功能的伺服单元可以通过几次试运行自动将系统的参数整定出来,并自动实现其最优化。
(五)模块化和网络化
在国外,以工业局域网技术为基础的工厂自动化(FactoryAutomation简称FA)工程技术在最近十年来得到了长足的发展,并显示出良好的发展势头。
为适应这一发展趋势,最新的伺服系统都配置了标准的串行通信接口(如RS—232C接口等)和专用的局域网接口。
这些接口的设置CONTROLENGINEERINGChina版权所有,显著增强了伺服单元与其它控制设备的互联能力,从而与CNC系统间的连接也因此变得十分简单,只需要一根电缆或光缆,就可以将数台,甚至数十台伺服单元与上位计算机连接成为整个数控系统。
综上所述,伺服系统将向两个方向发展:一个是满足一般工业应用的要求,对性能指标要求不是很高的应用场合,追求低成本、少维护、使用简单等特点的驱动产品,如变频电机、变频器等;另一个就是代表着伺服系统发展水平的主导产品——伺服电机、伺服控制器,追求高性能、高速度、数字化、智能化、网络化的驱动控制,以满足用户较高的要求。