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伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能比較

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是早的步進(jìn)電機(jī)。二十世紀(jì)初，在電話自動(dòng)交換機(jī)中廣泛使用了步進(jìn)電機(jī)。由于西方列強(qiáng)爭奪殖民地，步進(jìn)電機(jī)在缺乏交流電源的船舶和飛機(jī)等獨(dú)立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電機(jī)的控制方式更加靈活多樣。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機(jī)維修調(diào)試的6種方法詳解

常見的6個(gè)伺服電機(jī)調(diào)試方法：

1、初始化參數(shù)

在接線之前，先初始化參數(shù)。

在控制卡上：選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉;將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。

在伺服電機(jī)上：設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號(hào)輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。

2、連接信號(hào)線

將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。

3、控制方向

對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號(hào)的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的。

通過控制卡打開伺服的使能信號(hào)。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是傳說中的“零漂”。

4、抑制零漂

在閉環(huán)控制過程中，零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一定的影響，將其抑制住。

使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。

由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速為零。

5、建立閉環(huán)控制

再次通過控制卡將伺服使能信號(hào)放開，在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制卡能允許的小值。將控制卡和伺服的使能信號(hào)打開。

這時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng)，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗(yàn)，這里只能從略了。

伺服電機(jī)替換產(chǎn)品中的步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)注意哪些問題?

在具體應(yīng)用場合，當(dāng)終端負(fù)載穩(wěn)定、動(dòng)作簡單、基本為低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，選用成本低且容易控制的步進(jìn)電機(jī)最為合適;但當(dāng)終端負(fù)載波動(dòng)范圍較大、動(dòng)作簡單、基本為低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果選擇了步進(jìn)電機(jī)，則會(huì)面臨一系列煩惱，因?yàn)椴捎梅讲?qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)難以消除振動(dòng)和噪音，并會(huì)因?yàn)榱夭▌?dòng)而產(chǎn)生失步或過沖。

但是在用伺服電機(jī)替換產(chǎn)品中的步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)注意哪些問題?

A、為了保證控制系統(tǒng)改變不大，應(yīng)選用數(shù)字式伺服系統(tǒng)，仍可采用原來的脈沖控制方式;

B、由于伺服電機(jī)廠家都有一定過載能力，所以在選擇伺服電機(jī)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)上可以按照所使用的步進(jìn)電機(jī)輸出扭矩的1/3來參考確定伺服電機(jī)的額定扭矩;

C、伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速比步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要高的多，為了充分發(fā)揮伺服電機(jī)，增加減速裝置，讓伺服電機(jī)工作在接近額定轉(zhuǎn)速下，這樣也可以選擇功率更小的電機(jī)，以降低成本。

1、安裝方式

如無特殊規(guī)定，試驗(yàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)軸向水平安裝在GB/T7345規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)支架上。伺服驅(qū)動(dòng)器的安裝方式按產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的正常工作方式安裝，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)盡可能模擬其實(shí)際使用位置進(jìn)行安裝與試驗(yàn)。

2、伺服驅(qū)動(dòng)器環(huán)境溫度

(1)使用溫度：-10℃~+40℃;

(2)保存溫度：-25℃~+65℃;

(3)振動(dòng)/沖擊：振動(dòng)為0.5g(4.9m/s 2)，沖擊為2g(19.6m/s 2)。

(4)環(huán)境濕度：5%~90%，不出現(xiàn)凝露;

3、環(huán)境條件

(1)標(biāo)準(zhǔn)高度：海拔2000m以下(2000m以上，每上升1000m降容20%);

(2)結(jié)構(gòu)：壁掛式，開放結(jié)構(gòu);

(3)冷卻方式：自冷/強(qiáng)制風(fēng)冷:

(4)工作制：連續(xù)工作制S1;短時(shí)工作制S2，30min;連續(xù)周期工作制S6，40%;

(5)功率電路控制方式：三相/單相全波整流，IGBT-PWM方式，正弦波電流控制，驅(qū)動(dòng)頻率15kHz/8kHz/4kHz;

      很多客戶在不了解的時(shí)候會(huì)誤認(rèn)為伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)沒有多大區(qū)別，兩者的使用場合應(yīng)該差不多，其實(shí)不然，兩者的區(qū)別還是挺大的，根據(jù)不用的應(yīng)用場合，應(yīng)做不同的選擇。實(shí)際上，當(dāng)終端負(fù)載波動(dòng)范圍較大時(shí)，即便基本為低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，也應(yīng)該選用伺服電機(jī)，因?yàn)榭紤]了功效提高因素、節(jié)能因素、控制精度提高因素、系統(tǒng)穩(wěn)定性增加等因素之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)選用價(jià)格較高的伺服電機(jī)反而提高了綜合成本。