伺服電機與步進電機的性能比較
深圳永宏光小編告訴你伺服電機與步進電機的性能比較
,調(diào)試方法:1
、初始化參數(shù)在接線之前,先初始化參數(shù)。[2]在控制卡上:選好控制方式
;將PID參數(shù)清零
;讓控制卡上電時默認使能信號關(guān)閉
;將此狀態(tài)保存
,確?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài)。
在伺服電機上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說,建議使伺服工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。比如,山洋是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速,出廠值為500
在伺服電機上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說,建議使伺服工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。比如,山洋是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速,出廠值為500
,如果你只準備讓電機在1000轉(zhuǎn)以下工作
,那么,將這個參數(shù)設(shè)置為111
。
2
2
、接線
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號線
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號線
。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線
、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線
。復(fù)查接線沒有錯誤后
,電機和控制卡(以及PC)上電。此時電機應(yīng)該不動
,而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動
,如果不是這樣,檢查使能信號的設(shè)置與接線
。用外力轉(zhuǎn)動電機
,檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置
3
3
、試方向
對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng)
對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng)
,如果反饋信號的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的
。通過控制卡打開伺服的使能信號
。這是伺服應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動,這就是傳說中的“零漂”
。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)
。使用這個指令或參數(shù),看電機的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令(參數(shù))控制。如果不能控制,檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認給出正數(shù),電機正轉(zhuǎn),編碼器計數(shù)增加;給出負數(shù),電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),編碼器計數(shù)減小。如果電機帶有負載,行程有限,不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓,建議在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或電機上的參數(shù),使其一致。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,零漂的存在會對控制效果有一定的影響,最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),仔細調(diào)整,使電機的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性,所以,不必要求電機轉(zhuǎn)速絕對為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,在控制卡上輸入一個較小的比例增益,至于多大算較小
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,零漂的存在會對控制效果有一定的影響,最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),仔細調(diào)整,使電機的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性,所以,不必要求電機轉(zhuǎn)速絕對為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,在控制卡上輸入一個較小的比例增益,至于多大算較小
,這只能憑感覺了
,如果實在不放心,就輸入控制卡能允許的最小值
。將控制卡和伺服的使能信號打開
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角,交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證
。這時,電機應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細調(diào)控制參數(shù),確保電機按照控制卡的指令運動,這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗,這里只能從略了,步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?div id="d48novz" class="flower left">
,F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細調(diào)控制參數(shù),確保電機按照控制卡的指令運動,這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗,這里只能從略了,步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?div id="d48novz" class="flower left">
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角,交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證
。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機為例
,對于帶標準2000線編碼器的電機而言,由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)
,其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°
。對于帶17位編碼器的電機而言,驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈
,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°
,是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
二
二
、低頻特性不同
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象
。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半
。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利
。當(dāng)步進電機工作在低速時
,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例
,它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力
。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩
。步進電機因為沒有這種過載能力
,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機
,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩
,便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
五
五
、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán)控制
步進電機的控制為開環(huán)控制
,啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象
,所以為保證其控制精度
,應(yīng)處理好升、降速問題
。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制
,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣
,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象
,控制性能更為可靠
。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒
六、速度響應(yīng)性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒
。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好
,以山洋400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒
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綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機
綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機
。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機
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