(1)運動控制系統中電動機有非同步電動機 步進電機和伺服電機,這三種各自有什麼特點?有什麼異同點

時間 2021-08-11 18:18:38

1樓:諧波治理無功補償

一、非同步電動機

1、非同步電機原理

當電機定子繞組 通入交流電後,將產生乙個旋轉磁場,該旋轉磁場切割轉子繞組,從而在轉子繞組中產生感應電流,載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力,從而在電機轉軸上形成電磁轉矩,驅動電動機旋轉,並且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。由於非同步電機的轉子與定子旋轉磁場以相同的方向、不同的轉速成旋轉,存在轉差率,所以叫非同步電機。

2、優點

與其它電機相比,結構簡單,製造方便,執行效能好,並可節省各種材料,**便宜。

3、缺點

功率因數滯後,輕載功率因數低,調速效能稍差。

二、步進電機

1、步進電機原理

步進電機是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構。通俗一點講:當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動乙個固定的角度(及步進角)。

可以通過控制脈衝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衝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。

2、優點

由於是數字量輸入,電機精度得到了極大的提高,速度與加速度控制很容易實現,且控制效果較好。

3、缺點

高速時效能差,控制器驅動器電路複雜體積大。**高於傳統電機。

伺服電機與驅動器

三、伺服電機

1、伺服電機原理

伺服電動機又稱執行電動機,分為直流和交流伺服電動機兩大類,伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的u/v/w三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋訊號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)。

2、優點

由於伺服電機自帶電機編碼器形成內閉環所以控制精度很高,能在高速下正常執行。驅動器可與上位機直接通訊。

3、缺點

價位高,進口商品供貨周期長,維修費用高。

2樓:匿名使用者

非同步電機一般通過變頻器來控制實現調速功能;步進電機需要通過步進驅動器來控制,可以實現位置控制,執行速度比較低,但價效比高;伺服電機需要伺服驅動器控制,執行速度比較高,但**也高。

3樓:匿名使用者

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伺服電機和步進電機的區別

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區別1、 控制的方式不同

步進電機:通過控制脈衝的個數控制轉動角度的,乙個脈衝對應乙個步距角。

伺服電機:通過控制脈衝時間的長短控制轉動角度。

2、工作流程不同

步進電機:工作流程為步進電機工作一般需要兩個脈衝:訊號脈衝和方向脈衝。

伺服電機:其工作流程就是乙個電源連線開關,再連線伺服電機。

3、 低頻特性不同

步進電機:在低速時易出現低頻振動現象。

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。

4、矩頻特性不同

步進電機:輸出力矩隨轉速公升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在 300~600r/min。

伺服電機:為恆力矩輸出,即在其額定轉速(一般為 2000 或 3000 r/min)以內,輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恆功率輸出。

5、過載能力不同

步進電機:一般不具有過載能力。

伺服電機:具有較強的過載能力。

5樓:匿名使用者

我非常嚴肅的說一句,對待科學問題,要有把握才回答,不要誤導提問者,以上幾位回答者的答案均有誤導性

步進電機和交流伺服電機效能比較

步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯絡。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字控制系統中。

為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多採用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈衝串和方向訊號),但在使用效能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用效能作一比較。

一、控制精度不同

兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、 1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.

72 °、0.36°。也有一些高效能的步進電機步距角更小。

如四通公司生產的一種用於慢走絲工具機的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉公司(berger lahr)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設定為1.8°、0.

9°、0.72°、0.36°、0.

18°、0.09°、0.072°、0.

036°,相容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。

交流伺服電機的控制精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例,對於帶標準2500線編碼器的電機而言,由於驅動器內部採用了四倍頻技術,其脈衝當量為360°/10000=0.036°。

對於帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收217=131072個脈衝電機轉一圈,即其脈衝當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.

8°的步進電機的脈衝當量的1/655。

二、低頻特性不同

步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器效能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對於機器的正常運轉非常不利。

當步進電機工作在低速時,一般應採用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上採用細分技術等。

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。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,並且系統內部具有頻率解析機能(fft),可檢測出機械的共振點,便於系統調整。

三、矩頻特性不同

步進電機的輸出力矩隨轉速公升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600rpm。交流伺服電機為恆力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000rpm或3000rpm)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恆功率輸出。

四、過載能力不同

步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。

其最大轉矩為額定轉矩的三倍,可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那麼大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。

五、執行效能不同

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衝的現象,所以為保證其控制精度,應處理好公升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋訊號進行取樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過衝的現象,控制效能更為可靠。

六、速度響應效能不同

步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服系統的加速效能較好,以松下msma 400w交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000rpm僅需幾毫秒,可用於要求快速啟停的控制場合。

綜上所述,交流伺服系統在許多效能方面都優於步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。

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步進電機

是將電脈衝訊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、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝個數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號,它就驅動步進電機安設定的方向轉動乙個固定的角度,稱為「步距角」,它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。可以通過控制脈衝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衝頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到高速的目的。

伺服電機又稱執行電機,在自動控制系統中,用作執行元件,把收到的電訊號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的u/v/w三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋訊號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)也就是說伺服電機本身具備發出脈衝的功能,它每旋轉乙個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣伺服驅動器和伺服電機編碼器的脈衝形成了呼應,所以它是閉環控制,步進電機是開環控制。

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第一,步進電機和伺服電機的控制方式不同,步進電機是通過控制脈衝的個數控制轉動角度的,乙個脈衝對應乙個步距角,但是沒有反饋訊號,電機不知道具體走到了什麼位置,位置精度不夠高。 伺服電機也是通過控制脈衝個數,伺服電機每旋轉一 個角度,都會發出對應數量的脈衝,同時驅動器也會接收到反饋回來的訊號,和伺服電機接受的脈衝形成比較,這樣系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機,同時又收了多少脈衝回來,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。

第二, 過載能力不同步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以皮爾磁交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。

其最大轉矩為額轉矩的3倍,可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在某些工作場合就不能用步進電機工作了。 第三, 速度響應效能不同步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉) 需要200 ~ 400ms。

交流伺服系統的加速效能較好,以皮爾磁交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000 r/min。僅需幾ms,可用於要求快速啟停並且位置精度要求較高的控制場台。

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