《伺服电机工作原理及和步进电机的区别.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伺服电机工作原理及和步进电机的区别.doc（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、伺服电机工作原理及和步进电机的区别伺服电机内部的转子是永磁铁， 驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场， 转子在此磁场的作用下转动， 同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数） 。1.什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，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.。2.请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有
2、什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服 比较简单，便宜。 永磁交流伺服电动机 20 世纪 80 年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变 速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服 电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方 向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。 90 年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全 数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动
3、机比较，主要优点有：无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。定子绕组散热比较方便。惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。适应于高速大力矩工作状态。 同功率下有较小的体积和重量。伺服和步进电机伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到 1 个脉冲，就会旋转 1个脉冲对应的 角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发 出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发 了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精 确的定位，可以达到
4、 0.001mm 。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）弹性联轴器，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
5、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
6、，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。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膜片联轴器，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
7、械的共振点，便于系统调整。三、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300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。四、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。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。 其最大转矩为额定转矩的三倍， 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
8、不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。五、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出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。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，一般不会出现伺服电机的丢步或过 冲的现象，控制性能更为可靠。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200400毫秒。交流伺服系统的加速性 能较好，以松下 MSMA 400W 交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速 3000RPM 仅需几毫秒，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。但在一些要求不高的场合也经常用步进电 机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适 当的控制电机。