一、步進電機的介紹
步進電機的細分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)(請參考有關(guān)文獻),其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動,提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細分技術(shù)的一個附帶功能。比如對于步進角為1.8° 的兩相混合式步進電機,如果細分驅(qū)動器的細分數(shù)設(shè)置為4,那么電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45°,電機的精度能否達到或接近0.45°,還取決于細分驅(qū)動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅(qū)動器精度可能差別很大;細分數(shù)越大精度越難控制。
在國外,對于步進系統(tǒng),主要采用二相混合式步進電機及相應(yīng)的細分驅(qū)動器。
但在國內(nèi),廣大用戶對“細分”還不是特別了解,有的只是認為,細分是為了提高精度,其實不然,細分主要是改善電機的運行性能,現(xiàn)說明如下:步進電機的細分控制是由驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流來實現(xiàn)的,以二相電機為例,假如電機的額定相電流為3A,如果使用常規(guī)驅(qū)動器(如常用的恒流斬波方式)驅(qū)動該電機,電機每運行一步,其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅(qū)動器,在10細分的狀態(tài)下驅(qū)動該電機,電機每運行一微步,其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線規(guī)律變化,這樣就大大的改善了電機的振動和噪音,因此,在性能上的優(yōu)點才是細分的真正優(yōu)點。由于細分驅(qū)動器要精確控制電機的相電流,所以對驅(qū)動器要有相當高的技術(shù)要求和工藝要求,成本亦會較高。注意,國內(nèi)有一些驅(qū)動器采用“平滑”來取代細分,有的亦稱為細分,但這不是真正的細分,望廣大用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同:
伺服電動機
用作自動控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機。又稱執(zhí)行電動機。其功能是將電信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。
伺服電動機分交、直流兩類。交流伺服電動機的工作原理與交流感應(yīng)電動機相同。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf接一恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達到控制電動機運行的目的。交流伺服電動機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標嚴格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點。直流伺服電動機的工作原理與一般直流電動機相同。電動機轉(zhuǎn)速n為
n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E為電樞反電動勢;K為常數(shù);j為每極磁通;Ua,Ia為電樞電壓和電樞電流;Ra為電樞電阻。改變Ua或改變φ,均可控制直流伺服電動機的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動機中,勵磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。
直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。
伺服電動機
伺服:一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構(gòu)”當個得心應(yīng)手的馴服工具,服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前,轉(zhuǎn)子靜止不動;訊號來到之后,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動;當訊號消失,轉(zhuǎn)子能即時自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
伺服電動機
一般分為直流伺服和交流伺服.
對于直流伺服馬達
優(yōu)點:精確的速度控制,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,價格優(yōu)勢
缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(對于無塵室)
對于交流伺服馬達
優(yōu)點:良好的速度控制特性,在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩;高效率,90%以上,不發(fā)熱;高速控制;高精確位置控制(取決于何種編碼器);額定運行區(qū)域內(nèi),實現(xiàn)恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損,免維護;不產(chǎn)生磨損顆粒、沒有火花,適用于無塵間、易暴環(huán)境 ,慣量低;
缺點:控制較復(fù)雜,驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)整定,需要更多的連線
直流伺服電動機的應(yīng)用
直流伺服電機的特性較交流伺服電機硬。通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中,如隨動系統(tǒng)中的位置控制等。
交流伺服電動機的應(yīng)用
交流伺服電機的輸出功率一般為0.1-100 W,電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛,如用在各種自動控制、自動記錄等系統(tǒng)中。