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步进电机和伺服电机的主要区别在哪?

时间:2023-11-15 16:33:23来源:21ic电子网

导语:​步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。

  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在哪?

  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

  2.控制方式的区别

  步进电机通常使用开环控制系统。在这种系统中,控制器向电机发送指令,而电机按照指令执行相应的动作。由于步进电机的每一步是离散的,且任意两步之间存在固定的角度,所以在正常条件下,不需要进行位置反馈。这使得步进电机系统相对简单,控制方式也相对简单。

  而伺服电机一般采用闭环控制系统。闭环控制系统通过实时的位置反馈来控制电机的转动。编码器监测电机转子的实际位置,并将该信息反馈给控制器。控制器与输入的位置指令进行比较,并根据差异对电机进行调整。这种闭环控制系统能够提供更高的控制精度和稳定性,适用于需要高精度定位的应用。

  3.输出转矩的特性差异

  步进电机通常具有高转矩输出,尤其在低速运转时,其输出转矩性能优于伺服电机。这使得步进电机在需要承载较大负载或具有较高静态转矩要求的应用中表现出色。然而,在高速运行或加速/减速过程中,步进电机的输出转矩会显著下降,造成控制系统的动态响应性能不佳。

  伺服电机则具有较为平滑和稳定的转矩输出特性。通过闭环控制系统,伺服电机可以在整个速度范围内提供稳定的转矩输出。这使得伺服电机适用于需要高速运行、高加速/减速性能以及精确定位的应用。

  4.控制系统复杂性的差异

  由于步进电机使用开环控制,其控制系统相对简单,仅需提供适当的脉冲信号即可实现基本的转动。这使得步进电机较为容易集成到各种控制系统中,成本相对较低。

  伺服电机的控制系统相对复杂,需要编码器和反馈控制器等组件,以实现闭环控制。这使得伺服电机的集成要求更高,成本也相对较高。但它的高精度和稳定性在某些应用中是必不可少的。

标签: 伺服电机

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