交流伺服电机的工作原理精编版课件.pptVIP

步进电动机与交流伺服电动机的性能比较 控制精度不同 低频特性不同 矩频特性不同 过载能力不同 运行性能不同 速度响应性能不同 效率指标不同 十一、步进电动机与交流伺服电动机的性能比较 控制精度不同 两相步进电机步距角为1.8°；德国百格拉公司生产的三相混合 式步进电机及驱动器，可以细分控制来实现步距角为1.8°、 0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、 0.036°，兼容了两相和五相步进电机的步距角。交流伺服电动 机的控制精度由电动机后端的编码器保证。如对带标准2500线 编码器的电动而言，驱动器内部采用4倍频率技术，则其脉冲当 量为360°/10000=0.036° ；对于带17位编码器的电动机而 言，驱动器每接收217 =131072个脉冲电动机转一圈，即其脉冲 当量为360°/131072=0，是步距角为1.8°的步进 电机脉冲当量的1/655。 低频特性不同 两相混合式步进电动机在低速运转时易出现低频振动现象。交流伺 服电动机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现低频振动现象。 矩频特性不同 步进电动机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高速是会急剧下 降。交流伺服电动机为恒力矩输出，即在额定转速（如3000RPM） 以内，都能输出额定转矩。 过载能力不同 步进电动机一般不具有过载能力，而交流伺服电动机有较强的过载 能力，一般最大转矩可为额定转矩的3倍，可用于克服惯性负载在 启动瞬间的惯性力矩。步进电动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动机，便出 现了力矩浪费的现象。 运行性能不同 步进电动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；停止时如转速过高，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，内部构成位置环和速度环，一般不会出现丢步或 过冲现象，控制性能更为可靠。 速度响应性能不同 步进电动机从静止加速到工作速度（一般为几百RPM）需要200~400ms。 交流伺服驱动系统的加速性能较好，从静止加速到工作速度（如 3000RPM），一般仅需几毫秒，可用于快速启动的控制场合。 效率指标不同 步进电动机的效率比较低，一般60%以下。交流伺服电机的效率比较高， 一般80%以上。因此步进电动机的温升也比交流伺服电机的高。 C A B B C A 3 4 1 2 C A B B C A 3 4 1 2 A相通电，转子1、 3齿与A、A 对齐。 A、B相同时通电， A、A 磁极拉住1、3齿，B、B 磁极拉住2、4齿，转子转过15?，到达左图所示位置。 C A B B C A 3 4 1 2 B 相通电，转子2、 4齿与B、B′ 对齐,又转 过15?。 3 4 1 2 C A B B C A B、C相同时通电， C 、C 磁极拉住1、3 齿，B、B 磁极拉住 2、4齿，转子再转过 15?。 三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。 与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更 小，更适用于需要精确定位的控制系统中。 3. 三相双三拍 按AB ?BC ?CA的顺序给三相绕组轮流通 电。每拍有两相绕组同时通电。 AB通电 C A B B C A 3 4 1 2 BC通电 3 4 1 2 C A B B C A CA通电 C A B B C A 3 4 1 2 与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30? (步距角)， 一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式： ? —步距角 Zr —转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数 实用步进电机的步距角多为3?和1.5? 。为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如教材图10.4.4所示。图中转子表面有40个齿， 齿距角是9?；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 应用： 数控装置 步进 电动机 电位器 放大器 液压缸 机械手 电液 伺服阀 步进电动机根据数控装置发出的指令带动电位器的动触电转动，使其偏离中点产生电位差，经放大后 控制伺服阀的开口量，压力油经阀口进入油缸，使机械手按照存储在数控装置中的指令动作。 步进电机控制系统