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什么是伺服电机?伺服与步进比较分析

发布时间:2023-11-28 00:51:01   来源:博亿堂娱乐官方网站

  伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特征是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

  永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热较为方便。⑶惯量小,易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。

  伺服主要靠脉冲来定位,基本上能这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,以此来实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,以此来实现精确的定位,能够达到0.001mm。

  步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制管理系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也慢慢变得多地应用于数字控制管理系统中。为了适应数字控制的发展的新趋势,运动中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(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。现就二者的使用性能作一比较。

  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。如三洋公司(sanyodenki)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码设置为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。

  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,一般认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。

  交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不可能会出现振动现象。交流伺服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机能(fft),可检测出的共振点,便于系统调整。

  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。交流伺服电机为恒力矩输出,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。

  步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流为例,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。步进电机因没有这种过载能力,在选型时为客服这种惯性力矩,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。

  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、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,可直接对电机反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,正常情况下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。

  步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以山洋400w交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

  交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制管理系统的设计过程中要考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。

  这是一个群里朋友发给我的步进电机实现正转反转和加速减速的单片机c语言源程序,这里给大家共享下,有需要的朋友直接复制到keil里编译就可以了,程序已测试成功。 /***************************************** 单4拍正转 zheng ={0x01,0x08,0x04,0x02} 单4拍反转 fang ={0x01,0x02,0x04,0x08} 双4拍正转 zheng ={0x09,0x0c,0x06,0x03} 双4拍反转 fang ={0x03,0x06,0x0c,0x09} 单双8拍正转 zheng ={0x01,0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x

  在当今的自动化世界中,步进电机和伺服电机是嵌入式系统中最常用的两种电机。两者都用在所有自动化机器,如机械臂、CNC 机器、相机等。在本教程中,我们将了解如何将步进电机与 ARM7-LPC2148 连接以及怎么来控制它的速度。 步进电机 步进电机是无刷直流电机,可以小角度旋转,这些角度称为步进。我们大家可以通过向其引脚提供数字脉冲来逐步旋转步进电机。步进电机价格便宜且设计坚固。电机的速度能够最终靠改变数字脉冲的频率来控制。 根据定子绕组的类型,有两种类型的步进电机可用: 单极 和 双极。这里个人会使用的是最常用的步进电机UNIPOLAR步进电机。要旋转步进电机,我们应该按顺序为步进电机的线圈通电。根据旋转操作,它们分为两种模式: 全步

  电机与ARM7-LPC2148连接起来的方法 /

  第三季亚马逊智能音响的出货量超越谷歌,重新拿回市场龙头的地位,然而中国品牌也紧追在后,目前阿里巴巴和小米的智能音响市占率已经扩大到11%、9.7%,近期华为也表示将智能音响进军全球,智能音响市场又再掀起一片波澜。         据韩媒《INews24》报导,市调公司Canalys的资料显示,第三季智能音响的出货量为1970万台,跟前一年的830万台相比增加了137%。在市场成长的同时,亚马逊超越谷歌重新拿下第一,亚马逊出货630万台的Echo音响,比起前一年增加1.3%,但市场占有率仅拿下31.9%,比去年同期的75%减少许多,也显示着智能音响的市场逐渐被瓜分。         加入智能音响的强手谷歌,则

  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电机,输入脉冲总数控制步进电机的总旋转角度,电机的速度由每秒输入脉冲数目所决定,因此易实现机械位置的精准控制。而且由于步进电机价格低、可控性强等特点,使其在数字控制机床传送控制等自动控制领域中得到了广泛的应用。但随技术的发展以及公司制作的要求,步进电机传统的以单片机等微处理器为核心单元的控制管理系统暴露出了如下缺点:控制策略单一不利于实现人机交互,而且控制电路复杂、控制精度低、生产所带来的成本高,系统稳定性不够,步进分辨率低、缺乏灵活性,低频时的振荡和噪声大,而且受步进电机机械结构和空间的限制,步进电机的步距角不可能无限的小,难以满足高精度开环控制的需求。由于FPGA编程方式简单,开发周期短

  电机控制管理系统的设计方案 /

  随着嵌入式技术的不断成熟,基于嵌入式系统编写特制电路下的设备驱动程序也慢慢变得受到人们的青睐。在各种嵌入式操作系统中,嵌入式Linux是免费的源代码开放软件,可根据自身的需求任意进行剪裁。在嵌入式Linux开发过程中需要为指定设备编写和编译驱动程序,这与以往在PC机上的Linux驱动开发明显不同,本文设计了基于S3C2440嵌入式Linux下激光雕刻系统的步进电机驱动程序。 1 硬件系统的设计 步进电机开环控制管理系统主要由中央控制器、步进电机驱动器、传感器以及步进电机四大部分所组成。本系统采用基于ARM920t内核的S3C2440A微处理器作为控制管理系统的中央控制器,该芯片主频400MHz,最高可达到533MHz,内含多种设备接口,存储器使

  电机的控制 /

  1 步进电机        步进电动机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转变为角位移,即给一个脉冲,步进电机就转一个角度,因此非常合适单片机控制,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,电机则转过一个步距角,同时步进电机只有周期性的无累积误差,精度高。       步进电动机有如下特点:        1)步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此,当它转一圈后,没有累计误差,拥有非常良好的跟随性。        2)由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统,既简单、廉价,又非常可靠,同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。

  步进电机由旋转运动变为线性运动可用几种机械方法完成,包括齿条和齿轮传动及皮带轮传动以及别的机械联动机械。所有这些设计都需要各种机械零件。而完成这种转变的最有效方法是在电机自身内部实现。 说明 基本的步进电机是由有磁性的转子铁芯通过与由定子产生的脉动的定子电磁场相互作用而产生转动。直线电机把旋转运动变为线性运动,完成这个转变的精密性取决于转子的步进角度和所选方法。线性步进电机,或者称为直线号专利上,是颁发给Willian Henschke的。从此以后,直线步进电机被应用于包括制造、精密调准和精密流体测量在内的诸多高要求领域。 使用螺纹的直线电机的精密度,取决于它的螺距。

  该系统为某主机电控系统,完成对光束的准直过程中的参数诊断、数据采集、闭环控制等实时控制功能和与主控系统的通信功能。步进电机以性能好价格低,实时效果好,不需要昂贵的反馈系统著称,该系统中采用了一千多个步进电机来实现对光束的准直。神光原型采用控制卡控制大量步进电机,控制卡控制步进电机没有负载位置的反馈信号,实时效果差,故障定位十分艰难;试验中采用西门子PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制这些电机可靠性好,但控制少量步进电机时最简单,控制大量步进电机时时序复杂,接线复杂,成本高,调试困难。最终方案采用德国Beckhoff公司的自动化产品,如嵌入式控制器,现场总线端子、步进电机总线

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