步进电机与交流伺服电机性能对比分析.pdfVIP

维普资讯 2004年 5月 农 机 化 研 究 第 3期 步进 电机与交流伺服 电机性能对 比分析 张 颖 (哈尔滨市塑料九厂 ，黑龙江 哈尔滨 150001) 摘【 要】 步进 电机是一种离散运动的装置 ，它与交流伺服电机在控制方式上相似 (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。为此，针对生产实际需要 ，对步进 电机和交流伺服电机 的性能进行 了对 比分析。 关【键词】 电气工程 ；电机 ；分析 ；步进电机 ；交流伺服电机 【中图分类号】 TM34；TM383．~2 文【献标识码】 B 文【章编号】 1003— 188X(2004)03--0098--01 即在其额定转速 (一般为 2000～3000r／min)以内， 1 步进 电机和交流伺服电机性能比较 都能输 出额定转矩 ，在额定转速 以上为恒功率输 出。 1．1控制精度不同 1．4 过载能力不同 (1)两相混合式步进电机步距角一般为 3．6。 步进 电机一般不具有过载能力 ；交流伺服电机 或 1．8。，五相混 合式 步进 电机 步距 角一 般 为 具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例 。 0．72。或 0．36。，也有一些高性能的步进 电机步距 其具有速度过载和转矩过载能力 ，最大转矩为额定 角更小 。如 四通公司生产的一种用于慢走丝机床 的 转矩 的3倍 ，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯 步进电机 ，其步距角为 0．09。。 性力矩。步进电机 因为没有这种过载能力 ，在选型 (2)交流伺服电机 的控制精度由电机轴后端的 时为了克服这种惯性力矩 ，往往需要选取较大转矩 旋转编码器保证 。以松下全数字式交流伺服电机为 的电机 ，而机器在正常工作期间又不需要那么大的 例，对于带标准 2500线编码器 的电机而言，由于驱 转矩 ，便出现了力矩浪费的现象。 动器采用了4倍频技术 ，脉冲当量为 0．036。。对 1．5 运行性能不 同 于带 17位编码器的电机而言，驱动器每接收 131072 步进 电机的控制为开环控制 ，启动频率过高或 个脉冲，电机转一圈，其脉冲当量为 0．003。，是步 负载过大易出现丢步或堵转的现象；停止时转速过 距角为 1．8。的步进电机脉冲当量的 1／655。 高易出现过冲的现象。所 以，为保证其控制精度 ， 1．2 低频特性不同 应处理好升 、降速 问题 。交流伺服驱动系统为闭环 (1)步进电机在低速时易出现低频振动现象 。 控制 ，驱动器可直接对 电机编码器反馈信号进行采 振动频率与负载情况和驱动器性能有关 ，一般认为 样 ，内部构成位置环和速度环一般不会 出现步进 电 振动频率为 电机空载起跳频率 的 1／2。这种由步进 机 的丢步或过冲的现象 ，控制性能更为可靠 。 电机的工作原理所决定 的低频振动现象 ，对于机器 1．6 速度响应性能不同 的正常运转非常不利 。当步进 电机工作在低速 时， 步进 电机从静止加速到工作转速 (一般为每分 一 般应采用阻尼技术来克服低频振动现象 ，比如在 钟几百转 )需要 200 400ms。交流伺服系统的加速 电机上加阻尼器 ，或驱动器上采用细分技术等。 性能较好 ，以松下MSMA400W交流伺服 电机为例 ， (2