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什么是伺服电机?伺服与步进比较分析

发布时间:2023-12-10 09:18:20 | 作者: 雷竞技官网官方网站入口


  伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特征是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

  永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热较为方便。⑶惯量小,易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。

  伺服主要靠脉冲来定位,基本上能这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,以此来实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,以此来实现精确的定位,能够达到0.001mm。

  步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制管理系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也慢慢变得多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。

  两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如三洋公司(sanyodenki)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。

  步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。

  交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。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),可检测出的共振点,便于系统调整。

  步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600rpm。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000rpm或3000rpm)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

  步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

  步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,可直接对电机反馈信号进行采样,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。

  步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以山洋400w交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒,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,选用适当的控制电机。

  引言 步进电机用于控制机电设备上平动体或转动体的位移、速度和方向。s7-200PLC的高速脉冲输出指令PTO可产生占空比为50%、周期和个数可控的脉冲信号,进而控制步进电机的速度和位移。本文结合实例,介绍PTO指令在步进电机控制系统中的实际应用。 1系统组成 步进电机控制系统由CPU224、步进电机驱动器、步进电机、电源等组成,如图1所示。 其中,CPU224PLC是步进电机控制系统的控制器,通过执行PTO指令控制输出脉冲的周期和个数:步进电机驱动器接受来自PLC的脉冲信号,进行功率放大和分配,用以驱动步进电机,步进电机的方向由PLC的方向信号控制,通过改变分配给步进电机绕组的脉冲相序来改变转向:步进电机接受一个脉冲信号会

  电机控制系统中应用 /

  伺服电机属于控制电机,它分为直流伺服电机和交流伺服电机两种。由于交流伺服电机具有体积小,重量轻,大转矩输出,低惯量和良好的控制性能等优点,已广泛应用于自动控制系统和自动检测系统中作为执行元件,将控制电信号转换为转轴的机械转动。由于伺服电机的定位精度相当高,现代位置控制系统已慢慢的变多地采用以交流伺服电机为主要部件的位置控制管理系统。这里的设计也正是通过控制继电器的闭合、断开,而达到控制脉宽大小的目的,通过闭环控制非标准交流伺服电机的滑动磁块的位移,利用磁场变化达到控制电机转速的目的。 1 交流伺服电机控制管理系统设计方案 系统使用的交流伺服电机为三相交流电机;驱动器控制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

  转速控制管理系统研究 /

  Allegro MicroSystems,LLC推出一款全新的汽车级双极步进电机驱动器或双直流电机驱动器IC AMT49702,新产品专为低压步进电机和双/单高电流直流电机的脉冲宽度调制(PWM)控制而设计。AMT49702的输出电流可达每通道1A,工作电压为3.5至15V,主要应用领域包括:平视显示器(HUD)中的镜面定位和防尘罩、导航系统中的屏幕升降器、驾驶员注意力监测系统中的摄像头移动或对焦、以及方向盘反馈中的振动警报等等。 AMT49702是一款汽车级器件,已经过扩展的温度和电压范围测试,能够确保符合汽车或工业应用的要求。它具有内部固定的关断时间PWM定时器,可根据选择的电流检测电阻来设置峰值电流。AMT49702还

  电机驱动器或双直流电机驱动 /

  NS-6型实验板驱动步进电机 控制输出为P1口 由8050,8550做功率输出驱动PH266-E1.2按K1键,电机由慢变快作加速度顺时针旋转按K2键,电机由慢变快作加速度逆时针旋转 注:本试验只为初学者掌握单片机驱动步进电机的原理,其硬件配置只做为短时间试验演示不可持续过长时间,亦不可实际中使用 电路如下图: ? ;尼士单片机 ;任风逍遥 ;步进电机驱动程序 ;2004/8/8 ;NS-1试验板驱动步进电机 ;K1驱动步进电机顺时针转动,K2驱动步进电机逆时针转动 org 000h ajmp aa org 010h ;马达正转 aa: mov 20h,#50 JB P3.6,Bb;如果P3.6为1

  电机的基本工作原理(单相励磁) /

  步进电机控制器是一种专门用于控制步进电机的设备,可以用来控制步进电机的转速和方向。步进电机控制器通常包括一个驱动电路板和一个控制板,驱动电路板用于提供电源和输出脉冲信号,控制板则用于控制步进电机的运行。 步进电机控制器的应用设置一般包括以下几个方面: 1. 步进电机驱动方式的选择:步进电机驱动方式一般包括全步进驱动和半步进驱动。全步进驱动会让电机进入到一个完整的步进状态,而半步进驱动则会让电机进入到一半的步进状态。 2. 步进电机转速的设置:步进电机控制器可以通过调节输出脉冲的频率来控制电机的转速。 3. 步进电机方向的设置:步进电机控制器可以经过控制输出脉冲信号的方向来改变电机的运行方向。 4. 步进电机运行模式的设置:步进电机

  随着空间系统开发人员不断努力减小关键模块和元件的尺寸、重量和功率,他们还需要更高性能、抗辐射和耐辐射的组件来增强系统模块设计。新技术 - 例如更轻,更高集成的卫星电机控制电路 - 可以承受极端空间环境并优化航天器性能。 LX7720航天器电机驱动器经过设计,经过抗辐射处理。它是空间场可编程门阵列(FPGA)的配套集成电路(IC),例如Microchip的RTG4 FPGA和RT PolarFire® FPGA,或空间微控制器(MCU),例如Microchip的SAMRH71F20或SAMV71Q21RT。LX7720 中集成了电流检测器、旋转变压器、编码器和霍尔效应编码器接口,减少了电路板空间和重量,同时提高了使用线圈电流反馈和转

  电机 /

  摘要:给出一种基于LMDl8245型驱动器的二相步进电机细分驱动器的设计方法.着重介绍LMD-18245的工作原理以及系统的硬件连接和软件设计。 关键词:LMDl8245;步进电机;细分驱动 引言 步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中存在广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。目前用于电脑绣花机的步进电机多数为五相混合式步进电机,目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度,但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的.而且成本也相比来说较高。采用细分驱动技术能大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。若采用

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