PDF《步进电机和伺服电机的比较》

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. 2.6 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.交流伺服系统的加速性能较 好, 以松下 MSMA400W 交流伺服电机为例, 从静止加速到其额定 转速

3000 r/min.仅需几 ms, 可用于要求快速启停的控制场合.

3 步进电机和伺服电机在造型时的比较 3.1 步进电机在造型时的要点 3.1.1 选择保持转矩 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. 3.1.2 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. 3.1.3 选择电机 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. 3.1.4 选择驱动器和细分数 最好不选择整步状态, 因为整步状 态时振动较大;

尽量选择小电流、 大电感、 低电压的驱动器;

配用大于 工作电流的驱动器、 在需要低振动或高精度时配用细分型驱动器、 对 于大转矩电机配用高电压型驱动器, 以获得良好的高速性能;

在电机 实际使用转速通常较高且对精度和平稳性要求不高的场合,不必选 择高细分数驱动器, 以便节约成本;

在电机实际使用转速通常很低的 条件下, 应选用较大细分数, 以确保运转平滑, 减少振动和噪音;

总之, 在选择细分数时, 应综合考虑电机的实际运转速度、 负载力矩范 围、 减速器设置情况、 精度要求、 振动和噪音要求等. 3.2 伺服电机在造型时的要点 3.2.1 负载 / 电机惯量比 正确设定惯量比参数是充分发挥机械 及伺服系统最佳效能前提,此点在要求高速高精度的系统上表现尤 为突出, 伺服系统参数的高速跟惯量比有很大关系, 若负载电机惯量 比过大, 伺服参数调整越趋边缘化, 也越难高速, 振动抑制能力也越 差, 所以控制易变得不稳定;