作为一种开环控制系统,步进电机与现代数字控制技术有着必不可少的联系。在当前的家用数字控制系统中,步进电动机被广泛使用。随着全数字交流伺服系统的出现,交流伺服电机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,大多数运动控制系统都使用步进电动机或全数字AC伺服电动机作为执行电动机。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1.8°,0.9°,五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72°,0.36°。细分后,还有一些步进角较小的高性能步进电机。例如,可以将由SANYODENKI生产的两相混合式步进电动机的步进角设置为1.8°,0.9°,0.72°,0.36°,0.18°。 ,0.09°,0.072°,0.036°,与两相和五相混合式步进电动机的步进角兼容。交流伺服电机的控制精度由电机轴后部的旋转编码器保证。以三洋全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2000行编码器的电动机,脉冲当量为360°/ 8000 = 0.045°。由于在驱动器内部使用了四倍频技术。对于具有17位编码器的电动机,每当驱动器接收131072个脉冲时,电动机旋转一圈,即其脉冲当量为360°/ 131072 = 0.0027466°,这是电动机的脉冲。步进角为1.8°的步进电动机。等值的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。振动频率与负载条件和驱动器性能有关。通常认为振动频率是电动机的空载起飞频率的一半。由步进电动机的工作原理确定的这种低频振动现象非常不利于机器的正常运行。当步进电动机低速工作时,通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象,例如在电动机上添加阻尼器或在驱动器上使用细分技术。交流伺服电机运行非常平稳,即使在低速时也没有振动。交流伺服系统具有共振抑制功能,可以弥补机器的刚性不足,系统的内部频率分析功能(FFT)可以检测机器的共振点,便于系统调整。 3不同的转矩-频率特性a步进电动机的输出转矩随着速度的增加而减小,在更高的速度下急剧下降,因此其最大工作速度通常为300〜600RPM。交流伺服电机具有恒定的转矩输出,即可以在其额定速度(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机通常没有过载能力。交流伺服电机具有很强的过载能力。以山阳交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载的能力。它的最大转矩是额定转矩的2到3倍,可用来克服启动时惯性负载的惯性矩。由于步进电机不具有这种过载能力,因此为了在选择模型时克服惯性矩,通常需要选择扭矩更大的电机,并且在正常运行期间电机不需要那么大的扭矩,因此会出现扭矩。浪费现象。 5具有不同运行性能的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,则很容易失去步伐或失速。当速度过高时,很容易产生过冲,因此要确保其控制精度,应妥善处理加速和减速问题。交流伺服驱动系统是一个闭环控制。驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。位置环和速度环形成在内部。通常,步进电机不会有步进损失或超调,控制性能也更可靠。 6不同的速度响应性能–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200-400毫秒。加速性能