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伺服與步進(jìn)電機(jī)的差異是什么？
發(fā)布時(shí)間：
2020-12-02 15:45
伺服與步進(jìn)電機(jī)有同樣的構(gòu)造，并且使用相同的運(yùn)轉(zhuǎn)原理。兩個(gè)電機(jī)都包含有一個(gè)永磁體的轉(zhuǎn)子以及一個(gè)帶有繞線繞組的定子。兩者都是通過(guò)電或者應(yīng)用直流電壓給定子繞組來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)意味著轉(zhuǎn)子來(lái)移動(dòng)。然而，這個(gè)就是伺服與步進(jìn)電機(jī)的唯有的相似之處。
步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式
步進(jìn)電機(jī)有50到100極并且是兩相設(shè)備。相反的是，伺服電機(jī)有4到12極并且是三相設(shè)備。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生隨著速度改變的帶有頻率的正弦波，但是大小是常值。
伺服驅(qū)動(dòng)器，另一方面，產(chǎn)生帶有變頻與大小的正弦波，這允許它們控制速度與扭矩。
步進(jìn)電機(jī)的控制方法
傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)在接受到一個(gè)指令后推進(jìn)到一定的脈沖數(shù)來(lái)移動(dòng)，這個(gè)是與距離成相關(guān)的。步進(jìn)電機(jī)被認(rèn)為是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)因?yàn)樗麄內(nèi)鄙僖粋€(gè)反饋機(jī)制來(lái)確認(rèn)目標(biāo)位置已經(jīng)達(dá)到。伺服電機(jī)同樣也會(huì)在收到控制器的指令后進(jìn)行移動(dòng)。相反于開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)是閉環(huán)系統(tǒng)，并且?guī)в袃?nèi)置的編碼器，其不斷地與控制器進(jìn)行接觸，這使得任何所需要的調(diào)整以保證目標(biāo)位置來(lái)達(dá)到。
在步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中，如果可獲得的電機(jī)扭矩是不夠來(lái)克服負(fù)載的話，那么電機(jī)將會(huì)停止或者跳過(guò)一個(gè)或者更多個(gè)脈沖，制造一個(gè)在理想的位置與實(shí)際所到達(dá)的位置的差異。為了避免這個(gè)問(wèn)題，步進(jìn)電機(jī)通常是大尺寸以保證在最差的負(fù)載扭矩與電機(jī)的可獲得扭矩之間存在剩余。除了增大電機(jī)尺寸外，還存在著另外一個(gè)選擇。通過(guò)增加編碼器，并且運(yùn)行在伺服模式下，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)能夠獲得位置監(jiān)控與控制，就像伺服電機(jī)一樣。
在閉環(huán)模式下運(yùn)行步進(jìn)電機(jī)最直接的方式是來(lái)比較基于步數(shù)而已經(jīng)獲得的理論位置，以及基于編碼器反饋而得到的實(shí)際位置。如果在目標(biāo)與實(shí)際位置之間存在差異的話，控制器將啟動(dòng)一個(gè)修正動(dòng)作。
盡管上述的方法是無(wú)功的，在移動(dòng)完成后，修改電機(jī)的位置，一個(gè)閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)能夠持續(xù)性地監(jiān)控位置步數(shù)與編碼器反饋之間的差異（這典型地嵌入在負(fù)載之中）。伴有不停的反饋，補(bǔ)償可以實(shí)時(shí)的完成，通過(guò)增加脈沖頻率，臨時(shí)性地增加電流，或者調(diào)整步距角。
在閉環(huán)模式下，運(yùn)轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的第三個(gè)方式是利用正弦換向。如果定子與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)沒(méi)有進(jìn)行合適的對(duì)齊，編碼器調(diào)整電機(jī)電流以便精確匹配所需要的扭矩來(lái)移動(dòng)或者控制負(fù)載。因?yàn)榉答伿潜挥脕?lái)控制扭矩的，通過(guò)監(jiān)控電機(jī)電流，這個(gè)模式有時(shí)被稱(chēng)為伺服控制。在伺服控制模式下，步進(jìn)電機(jī)事實(shí)上表現(xiàn)的就像高極點(diǎn)伺服電機(jī)。但是，沒(méi)有箱傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)那樣所呈現(xiàn)的噪音與共振，這提供了更加平滑的運(yùn)動(dòng)與更加精確的控制。因?yàn)殡娏魇莿?dòng)態(tài)的，而不是像傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)那兒一樣是常值，電機(jī)發(fā)熱的問(wèn)題就極大的避免了。
閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)消除了傳統(tǒng)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的許多缺陷，使得它們?cè)谛阅苌吓c伺服電機(jī)相似。在要求高速，高速高扭矩，有能力處理變化負(fù)載的應(yīng)用中，伺服電機(jī)的性能要由于閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。
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從物理術(shù)語(yǔ)上講，一個(gè)電機(jī)就是就能量轉(zhuǎn)換成移動(dòng)某種機(jī)器部件的東西，這些機(jī)器可以是汽車(chē)，打印機(jī)。如果電機(jī)在同一時(shí)刻，不再旋轉(zhuǎn)，那么，世界將變得難以想象。
為了理解氣動(dòng)電機(jī)是如何工作的，重要的是首先知道什么是氣動(dòng)電機(jī)。一個(gè)啟動(dòng)電機(jī)，是一種利用壓縮空氣然后將它轉(zhuǎn)換成為了機(jī)械工作而使用的能量。這個(gè)電機(jī)能夠在工業(yè)應(yīng)用中被發(fā)現(xiàn)，例如活塞驅(qū)動(dòng)器或者隔膜產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。除了直線運(yùn)動(dòng)之外，氣動(dòng)電機(jī)也能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)氣動(dòng)馬達(dá)或者類(lèi)似于葉片的空氣電機(jī)所產(chǎn)生的。每一種類(lèi)型的電機(jī)都有不同的功能。例如，天然氣或者柴油型發(fā)電機(jī)開(kāi)始使用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的葉片型空氣電機(jī)。 類(lèi)型： 來(lái)自壓縮空氣的能量被儲(chǔ)存起來(lái)，然后被輸送到密封的電機(jī)室中，旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)電機(jī)開(kāi)始工作。壓力被吹出，并且使得轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn)起來(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始迅速旋轉(zhuǎn)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)就類(lèi)似于風(fēng)車(chē)。當(dāng)扭矩被減速齒輪所創(chuàng)造出來(lái)的時(shí)候，引擎的齒輪就會(huì)被空氣啟動(dòng)器或者小齒輪所轉(zhuǎn)動(dòng)。 功能： 氣動(dòng)電機(jī)出現(xiàn)在各式各樣的產(chǎn)品與地點(diǎn)之中。它們被使用在手持工具，例如刀具，扳手，棘輪、銼刀、鉆頭或磨床之中。然而，相比于工業(yè)應(yīng)用而言，使用在手持工具上的電機(jī)更比較小。盡管帶有氣動(dòng)電機(jī)的手持工具的功率比較低，但是，他們有時(shí)候被使用，而不是電機(jī)替代物。因?yàn)樗麄兏p并且更加緊湊。除此之外，他們不需要像電動(dòng)工具那樣充電。
伺服與步進(jìn)電機(jī)有同樣的構(gòu)造，并且使用相同的運(yùn)轉(zhuǎn)原理。兩個(gè)電機(jī)都包含有一個(gè)永磁體的轉(zhuǎn)子以及一個(gè)帶有繞線繞組的定子。
步進(jìn)電機(jī)不同于其他電機(jī)，特別是伺服電機(jī)的地方，是在于其表現(xiàn)了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
什么是相位滯后并且對(duì)于直流電機(jī)有什么影響？
在一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)中，永磁體是嵌入在轉(zhuǎn)子中的，并且定子有由外部電流激勵(lì)產(chǎn)生磁極的繞組。
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