步進(jìn)驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)器有什么區(qū)別,？配用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的注意事項(xiàng),！
步進(jìn)電機(jī)主要是依相數(shù)來做分類，而其中又以二相,、五相步進(jìn)電機(jī)為目前市場(chǎng)上所廣泛采用,。二相步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)最細(xì)可分割為400等分，五相則可分割為1000等分,，所以表現(xiàn)出來的特性以五相步進(jìn)電機(jī)較佳,、加減速時(shí)間較短、動(dòng)態(tài)慣性較低,。
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(shì),，運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī),。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號(hào))，但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異,。
現(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度、1.8度,，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72度,、0.36度。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度;德國(guó)百格拉公司(bergerlahr)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(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言,，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),，其脈沖當(dāng)量為360度/10000=0.036度。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,，即其脈沖當(dāng)量為360度/131072=9.89秒。是步距角為1.8度的步進(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(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)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(dòng)現(xiàn)象對(duì)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(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,，比如在電機(jī)上加阻尼器,，或驅(qū)動(dòng)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(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)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(cè)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(shí)會(huì)急劇下降，所以其工作轉(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(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)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(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),，一般不會(huì)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:速度影響性能不同
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msma400w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(chǎng)合,。
如何選型?
1、如何正確選擇伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)
主要視具體應(yīng)用情況而定,，簡(jiǎn)單地說要確定:負(fù)載的性質(zhì)(如水平還是垂直負(fù)載等),，轉(zhuǎn)矩、慣量,、轉(zhuǎn)速,、精度、加減速等要求,，上位控制要求(如對(duì)端口界面和通訊方面的要求),，主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式,。供電電源是直流還是交流電源,，或電池供電，電壓范圍,。據(jù)此以確定電機(jī)和配用驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號(hào),。
2、如何配用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器?
根據(jù)電機(jī)的電流,，配用大于或等于此電流的驅(qū)動(dòng)器,。如果需要低振動(dòng)或高精度時(shí)，可配用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器,。對(duì)于大轉(zhuǎn)矩電機(jī),，盡可能用高電壓型驅(qū)動(dòng)器,，以獲得良好的高速性能。
3,、2相和5相步進(jìn)電機(jī)有何區(qū)別,，如何選擇?
2相電機(jī)成本低，但在低速時(shí)的震動(dòng)較大,，高速時(shí)的力矩下降快,。5相電機(jī)則振動(dòng)較小，高速性能好,，比2相電機(jī)的速度高30~50%,，可在部分場(chǎng)合取代伺服電機(jī)。
4,、何時(shí)選用直流伺服系統(tǒng),，它和交流伺服有何區(qū)別?
直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。
有刷電機(jī)成本低,，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬,，控制容易,，需要維護(hù)，但維護(hù)方便(換碳刷),，產(chǎn)生電磁干擾,，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合,。
無刷電機(jī)體積小,，重量輕，出力大,，響應(yīng)快,，速度高，慣量小,，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜,，容易實(shí)現(xiàn)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(jī)免維護(hù)，效率很高,，運(yùn)行溫度低,，電磁輻射很小,，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境,。
交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī),，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),，它的功率范圍大,，可以做到很大的功率。大慣量,，轉(zhuǎn)動(dòng)速度低,，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用,。
5,、使用電機(jī)時(shí)要注意的問題
上電運(yùn)行前要作如下檢查:
1)電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅(qū)動(dòng)模塊的損壞);對(duì)于直流輸入的+/-極性一定不能接錯(cuò)，驅(qū)動(dòng)控制器上的電機(jī)型號(hào)或電流設(shè)定值是否合適(開始時(shí)不要太大);
2)控制信號(hào)線接牢靠,，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線);
3)不要開始時(shí)就把需要接的線全接上,，只連成最基本的系統(tǒng),，運(yùn)行良好后,，再逐步連接。
4)一定要搞清楚接地方法,，還是采用浮空不接,。
5)開始運(yùn)行的半小時(shí)內(nèi)要密切觀察電機(jī)的狀態(tài)，如運(yùn)動(dòng)是否正常,，聲音和溫升情況,，發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)調(diào)整。
