一、步進電機的介紹
步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術(請參考有關文獻),其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動,提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能。比如對于步進角為1.8° 的兩相混合式步進電機,如果細分驅動器的細分數設置為4,那么電機的運轉分辨率為每個脈沖0.45°,電機的精度能否達到或接近0.45°,還取決于細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大;細分數越大精度越難控制。
在國外,對于步進系統,主要采用二相混合式步進電機及相應的細分驅動器。
但在國內,廣大用戶對“細分”還不是特別了解,有的只是認為,細分是為了提高精度,其實不然,細分主要是改善電機的運行性能,現說明如下:步進電機的細分控制是由驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的,以二相電機為例,假如電機的額定相電流為3A,如果使用常規驅動器(如常用的恒流斬波方式)驅動該電機,電機每運行一步,其繞組內的電流將從0突變為3A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅動器,在10細分的狀態下驅動該電機,電機每運行一微步,其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線規律變化,這樣就大大的改善了電機的振動和噪音,因此,在性能上的優點才是細分的真正優點。由于細分驅動器要精確控制電機的相電流,所以對驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求,成本亦會較高。注意,國內有一些驅動器采用“平滑”來取代細分,有的亦稱為細分,但這不是真正的細分,望廣大用戶一定要分清兩者的本質不同:
伺服電動機
用作自動控制裝置中執行元件的微特電機。又稱執行電動機。其功能是將電信號轉換成轉軸的角位移或角速度。
伺服電動機分交、直流兩類。交流伺服電動機的工作原理與交流感應電動機相同。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf接一恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達到控制電動機運行的目的。交流伺服電動機具有運行穩定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調節特性的非線性度指標嚴格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點。直流伺服電動機的工作原理與一般直流電動機相同。電動機轉速n為
n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E為電樞反電動勢;K為常數;j為每極磁通;Ua,Ia為電樞電壓和電樞電流;Ra為電樞電阻。改變Ua或改變φ,均可控制直流伺服電動機的轉速,但一般采用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動機中,勵磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。
直流伺服電動機具有良好的線性調節特性及快速的時間響應。
伺服電動機
伺服:一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具,服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前,轉子靜止不動;訊號來到之后,轉子立即轉動;當訊號消失,轉子能即時自行停轉。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
伺服電動機
一般分為直流伺服和交流伺服.
對于直流伺服馬達
優點:精確的速度控制,轉矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,價格優勢
缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,產生磨損微粒(對于無塵室)
對于交流伺服馬達
優點:良好的速度控制特性,在整個速度區內可實現平滑控制,幾乎無振蕩;高效率,90%以上,不發熱;高速控制;高精確位置控制(取決于何種編碼器);額定運行區域內,實現恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損,免維護;不產生磨損顆粒、沒有火花,適用于無塵間、易暴環境 ,慣量低;
缺點:控制較復雜,驅動器參數需要現場調整PID參數整定,需要更多的連線
直流伺服電動機的應用
直流伺服電機的特性較交流伺服電機硬。通常應用于功率稍大的系統中,如隨動系統中的位置控制等。
交流伺服電動機的應用
交流伺服電機的輸出功率一般為0.1-100 W,電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應用很廣泛,如用在各種自動控制、自動記錄等系統中。