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步进电机:直流电机与交流步进电机性能区别详解「建议收藏」

    什么是直流电机?

  定义:输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

  当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。直流电机在数控机床、光缆线缆设备、机械加工、印制电路板设备、焊接切割、机车车辆、医疗设备、通讯设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。

    步进电机与步进电机驱动器性能:

  一、控制精度不同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。

步进电机
 

  如德科智控(SANYO DENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为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,交流步进电机的控制精度由电机轴后旋转编码器保证.

 德科智控全数字式交流步进电机为例:

  对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量360°/131072=0.0027466°,是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

  二、低频特性不同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,一般以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。

  交流步进电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流步进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性能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

  三、矩频特性不同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。

  交流步进电机为恒力矩输出,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。

  四、交流步进电机具有较强的过载能力:
       以德科智控交流步进系统为例,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。

  直流步进电机由于没有这种过载能力,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。

  五、运行性能不同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、降速题目。

  交流步进驱动系统为闭环控制,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。

 步进电机是交流电机还是直流电机?

  一般步进电机是2种电源驱动,单极性(uniporlar),双极性(Bipoilar)。一般,大家是把步进电机归结为直流电机。

  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”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

  步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。

  虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

  因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业常识。步进电机作为实行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

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