在当今的工业市场中,为应用选择合适的电机可能非常困难且令人困惑。有多种电机可供选择:感应电机、同步磁阻电机、步进电机和伺服电机。除所有电机选项外,每个选项的信息通常要么过于基础,要么过于技术性,无法提供帮助。本文在这里说明步进电机和伺服电机之间的区别以及何时适合使用每种技术。

步进电机与伺服电机

  一、什么是步进电机?——


  步进电机是无刷直流电机。步进电机旨在每转提供一定数量的定义步数。例如,200步/转电机将提供1.8°/脉冲(360°/200脉冲)的位置分辨率。步进控制器每给电机一个脉冲,它就会根据接收到的脉冲数向前或向后移动。在我们的步进器示例中,100个脉冲将使电机旋转180°。


  1、优势-


  步进电机可以提供开环定位,与不能提供定位的开环感应电机相比,这是一个很大的优势。大多数步进电机不包括任何反馈以降低步进和控制解决方案的总成本。它们的低成本是它们被广泛使用的一个重要原因。


  工业应用中的一个优势是步进电机可以与直流供电的步进驱动器一起运行。它们不需要具有230/460VAC输入的大型逆变器,也不需要笨重的保险丝和接线。这对于多轴应用非常重要。


  2、缺点-


  步进器可能会“失去”它的位置。如果步进电机没有提供足够的扭矩来移动轴和负载,就会发生这种情况。当步进电机的速度太快而无法在每一步锁定时也可能发生这种情况。此外,如果负载的惯性导致其在停止时超出预期步长,则可能会发生这种情况。如果步进器的位置精度很关键,一些电机会添加反馈,如增量编码器。反馈将识别实际轴位置是否偏离预期位置,并可根据需要对电机进行修正。负载转矩超过步进电机额定转矩时除外。在这种情况下,电机将停止并且无法自行纠正。


  当电源关闭时,步进器不会保持任何已知位置。因此,他们需要在每次上电时完成归位程序。当您在家中打开打印机时,您可以看到这一点。您将看到电机完成其重置到已知“启动”位置的例行程序。


  总之,步进电机非常适合各种行业和低功率应用,包括3D打印机、可调传送带和小型计量泵。


  二、什么是伺服电机?——


  伺服电机虽然只指由反馈控制的电机,但在自动化领域,专指交流永磁同步电机是公认的。这些电机的定子与感应电机的定子相似,但它们的转子由稀土磁铁制成。这消除了感应电机中的滑差,并允许伺服电机以频率和极数定义的同步速度运行(rpm=120*极数频率)。


  1、优势-


  AC伺服电机使用稀土永磁,因此它们提供一流的扭矩密度。这是必须快速加速和减速的非常动态的电机应用的首选。伺服电机包括某种反馈,无论是旋转变压器还是编码器。轴反馈至关重要,因为它用于伺服控制器中以控制转子位置和扭矩。


  与步进电机不同,伺服电机可以在其速度范围内提供瞬时峰值扭矩。伺服电机的峰值扭矩在某些应用中非常重要,可以优化电机选择。此外,与步进电机相比,交流伺服电机的运行速度要高得多。


  涉及功能安全和处理关键或昂贵产品(如半导体机器)的关键运动控制应用应使用带反馈的伺服电机。步进电机/控制器的低成本优势并不能证明受伤或产品故障的风险是合理的。其最佳用途的常见示例是包装机、材料处理、机器人技术等。


  2、缺点-


  与步进电机相比,伺服电机的主要缺点是电机和控制它的相关驱动器的成本。对于低功率应用(例如500W及以下)尤其如此。如果应用不需要伺服电机提供的高精度和高扭矩过载,那么步进电机可能是更好的选择。


  伺服电机非常适用于一系列行业和应用,为包装机、金属切割和成型机以及机器人输送系统提供动力。


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