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伺服电动机步进的控制方法(伺服步进电机基础知

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-03 18:24   点击:195  编辑:admin   手机版

1. 伺服步进电机基础知识

步进电机和伺服电机二者都是控制电机,都能精确控制速度。

但是二者控制速度的原理不同:伺服电机是闭环控制(通过编码器反馈等完成),即:会实时测定电机的速度后自动加以调整;步进电机是开环控制,输入一个脉冲步进电机就会转过一固定的角度,但是不对速度进行测定。其它的不同,伺服电机的启动快。很短的时间内就可以达到额定速度。适宜频繁启停而且有启动转矩要求的情况,同时伺服电机的功率可以做到很大。步进电机的启动,就比较慢,要经过频率从低到高的过程。步进电机一般不具备过载能力,而伺服电机的过载能力是很强的。

2. 图解步进电机和伺服电机的应用与维修

力矩电机----它是一种扁平型多极永磁直流电动机。

其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。其中,直流力矩电动机的自感电抗很小,所以响应性很好;其输出力矩与输入电流成正比,与转子的速度和位置无关;它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速,所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比,并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。交流力矩电动机又可以分为同步和异步两种,目前常用的是鼠笼型异步力矩电动机,它具有低转速和大力矩的特点。步进电机----步进电机是将相序脉冲信号转变为角移位的电机。其转速取决于脉冲信号的频率,相序脉冲由专用的驱动器产生,当步进驱动器接收到主控制器一个脉冲信号,它就驱动步进电机转动一个固定的角度,称为“步进角”,所以它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。那么只要在驱动器的输入不同频率的脉冲信号就可控制电机转速。步进电机主要应用于中低端的数控设备中,由于给它一个脉冲它才走一步,而每步移动相同的角度,因此,它每走一步所驱动的数控设备的各轴的位移量是固定的,不需要将各轴位移数据反馈回主控制器,所以步进电机的控制系统称为开环控制系统。伺服电机----电动机+位移传感器(编码器或电子尺)=伺服电机。理论上讲,任何电机+编码器都可组成伺服电机,但由于普通的交流电机、直流电机的调速、正反转控制不方便,所以现代数控设备中,伺服电机多采用直流无刷电机+旋转编码器组成。由伺服电机组成的伺服系统,多用于中高档数控设备中。在伺服控制系统中,各轴的位移传感将数据送回主控制器,好让主控制器知道各轴的位移量,所以伺服系统又称闭环控制系统。

3. 步进电机和伺服电机的选用

有用。

步进电机有个伺服电机没有的优点,那就是绝对的静止,伺服电机停再某处实际上是,一直在正反转调整,只是角度极小,步进电机就完全的静止,靠磁力吸住在那里。某些特殊场合必须步进。

4. 伺服,步进电机的基本工作模式

数控机床中按伺服系统可以分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种。

开环控制:不带位置反馈装置的控制方式。加工精度一般在0.02-0.05mm精度左右。

半闭环控制:在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置,通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器,与输入的指令进行比较,用差值控制运动部件。加工精度一般在0.01-0.02mm精度左右。

闭环控制:在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置,将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较,用差值控制运动部件,使运动部件严格按实际需要的位移量运动。加工精度一般在0.002-0.01mm精度左右。

扩展资料

伺服系统为数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。

由于伺服系统为数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。

伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。

测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。

5. 步进电机和伺服电机的区别图解

步进电机四周没东西,伺服上面带编码器 会有一块凸起而且机身长一些 低端的差价在100-200 中端的600-700 高端的就很多了 上KW的就差得多了。

几千几万 一般力矩不大的选哪个都差不多,但是中端就 要开始看成本来选了。

6. 步进伺服电动机的工作原理

伺服电机在控制系统中,被用作执行元件,把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。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,也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能,它每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应,所以它是闭环控制。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数,而不受负载变化的影响。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为'步距角'。步进可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,也可以通过控制驱动器脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到高速的目的,所以,步进电机是开环控制。

步进电机和伺服电机的区别:

1、控制精度不同:步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。

2、控制方式不同:一个是开环控制,一个是闭环控制。

3、低频特性不同:步进电机在低速时易出现低频振动现象,一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,而伺服电机在低速时不会出现振动现象。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),可检测出机械的共振点便于系统调整。

4、矩频特性不同:步进电机的输出力矩会随转速升高而下降,交流伺服电机为恒力矩输出。

5、过载能力不同:步进电机不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。

6、运行性能不同:步进电机为开环控制,启动频率过高或负载过大易产生丢步或堵转的现象,停止时转速过高则易出现过冲现象。伺服系统为闭环控制,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,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

7、速度响应性能不同:步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

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,选用合适的控制电机。

7. 伺服步进电机基础知识讲解

步进电机速度慢,精度差,体积大,丢步,优点是便宜。伺服电机速度快,精度高,体积小,缺点是稍贵。

8. 图解步进电机和伺服电机的应用与维修pdf

1.首先控制器一定要换,步进电机给脉冲走步进角,所以普通单片机+驱动就行了,伺服电机尾部有旋转编码器,所以控制器有接受反馈并有相应的算法才能控制。最便宜的2轴plc控制器可能也要2千?差不多吧。别的倒无所谓了,软件能都随控制器自带,驱动同样驱动估计是不行,也要根据伺服电机来看。

2,但从换电机的角度精度很难有太大的提高,因为在机器上电机的误差是很小的一部分,主要还是导轨等机器部件产生的机器误差。所以用好的导轨、丝杠是能提高的,要提高精度可以在加反馈,一般是光栅尺。好的运动控制器对精度也能提高。

3,建议先不用换电机,可以先把步进电机控制信号细分一下,虽然理论上不能提高精度,但实际运动平滑,还是有可能提高一点的。

9. 什么是步进伺服电机

1、步进电机的转矩随着转速的增加而降低,即具备低转速高扭力的特点,适合的转速为500左右。而伺服电机是恒扭矩,但更适合2000转或更高。

2、步进电机的控制精度要比伺服电机低大约10倍。

3、伺服电机的过载能力约为步进电机的3倍。

4、步进电机的平稳性较差,特别是在低速时噪声更明显,而伺服电机运行一直是低噪音、平稳的。

5、伺服电机的价格约为步进电机的3倍。这只是个人见解,希望对您有所帮助!祝您生活愉快

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