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步进电机和交流步进电机的六项性能比较

浏览次数:        日期:2020-05-08
 
步进电机是一种具有离散运动的设备,它与现代数字控制技术有着本质的关系。在当前的家用数字控制系统中,步进电动机被广泛使用。
 
随着全数字交流步进系统的出现,交流步进电机也越来越多地用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,步进电机或全数字交流步进电机在运动控制系统中大多用作运动电机。尽管两者的控制方法(脉冲序列和方向信号)相似,但是在性能和​​应用方面却存在很大差异。现在比较两者的性能。
 
1.不同的控制精度两相混合式步进电动机的步进角通常为3.6°和1.8°,五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72°和0.36°。还有一些步进角较小的高性能步进电机。
交流步进电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以全数字AC步进电机为例,对于带有标准2500行编码器的电机,由于驱动器采用了四倍频技术,因此脉冲当量为360°/ 10000 = 0.036°。对于具有17位编码器的电动机,驱动器每收到217 = 131072个脉冲,电动机就会旋转一次,即,等效脉冲为360°/ 131072 = 9.89秒。它是步进角为1.8°的步进电机脉冲当量的1/655。
 
2.不同的低频特性
步进电机在低速时容易产生低频振动。振动频率与负载和驱动器性能有关。通常认为振动频率是电动机空载启动频率的一半。由步进电机的工作原理确定的这种低频振动现象对于机器的正常运行非常不利。当步进电机低速工作时,通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象,例如在电机上增加阻尼器或在驱动器上使用细分技术。
 
交流步进电机运行非常平稳,即使在低速下也不会振动。交流步进系统具有共振抑制功能,可以弥补机器的刚性不足;系统具有频率分析功能(FFT),可以检测机器的共振点,方便系统调整。
 
3.不同的力矩频率特性
步进电动机的输出转矩随着速度的增加而减小,并且在更高的速度下会急剧下降,因此其最大工作速度通常为300〜600RPM。交流步进电机是恒定转矩输出,也就是说,它可以在其额定速度(通常为2000RPM或3000RPM)内输出额定转矩,并在额定速度以上输出恒定功率。
 
4.不同的过载能力
步进电动机通常不具有过载能力。交流步进电机具有很强的过载能力。以松下交流步进系统为例,它具有速度过载和转矩过载的功能。最大扭矩是额定扭矩的三倍,可用于克服启动时惯性负载的惯性矩。由于步进电动机不具有这种过载能力,因此为了克服选择模型时的惯性矩,通常需要选择转矩较大的电动机,并且在正常运行期间电机不需要那么大的转矩,并且出现扭力现象的浪费。
 
五,不同的运行表现
步进电机的控制是开环控制。如果启动频率太高或负载太大,则可能会出现失步或旋转受阻的现象。速度停止时,容易发生过冲现象。增加和减少速度。交流步进驱动系统是闭环控制。驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。内部位置和速度回路形成。通常,步进电机不会失步或超调,并且控制性能更加可靠。
 
六,速度响应性能不同
步进电机从静止状态加速到工作速度(通常为每分钟几百转)需要200到400毫秒。交流步进系统具有更好的加速性能。以MSMA 400W交流步进电机为例,从静止加速到其3000 RPM额定速度仅需几毫秒。它可用于需要快速启动和停止的控制场合。
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