目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。
功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。
异步伺服电机实际上和异步电机是几乎完全相似的,不过其引入了编码器实现了对电机
的闭环控制,因此也可以视为伺服电机的一种。尤其是当前变频调速技术的飞速发展,异步伺服电机的实际控制性能也很不错,配合其支持大功率、高转速的特点。
支持高速(过10000rpm)长时间运行,同比下永磁同步电机只能做到 6000~8000rpm 转速。
直流无刷伺服电机无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频,从电机理论上讲,无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似,应该归类为交流永磁同步伺服电机。可通过变压变频来实现调速,转速高达几万转/min。
体积小、动作快反应快、过载能力大、调速范围宽,转速不会太高,能达到10000r/min
随着脉冲频率增大,电机的定子会产生反电动势从而减弱工作电流,使电机输出扭矩减小。
空载启动频率:即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。
步进电机的起步速度一般在10~100RPM,伺服电机的起步速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定,大电机一般对应较低的起步速度。
加减速时间的长短是选用时的重点,但是除此之外还必须考虑加速转矩及加减速常数的平衡,混合式步进电机所以不能轻易决定。因此,开始计算时,设定定位时间的25%左右为标准来进行计算。
注:加速时间不得小于0.1s,是在0.2-0.3s之间(步进电机容许加速时间为0.1-1s之间,伺服电机容许加速时间为0.05s-0.5s之间)
扭矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如绕线装置或拉光纤设,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
两相步进电机步距角为1.8°;德国百格拉生产的三相混合式进电机及驱动器,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=0.00274658°,是步距角为1.8°的步进电机脉冲当量的1/655。
步进电动机从静止加速到工作速度(一般为几百RPM)需要200~ms。
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。
编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、混合式步进电机传输和存储的信号形式的设。
将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。
每一个位置对应一个确定的数字码,其示值只与测量的起始和终止位置有关,与测量的中间过程无关。
1.细分驱动虽可以提高控制精度,但细分等级超过4就不可以用细分的控制精度来作为控制精度的参考。
步进电机的定位精度是指实际定位角度与理论定位角度的差值,此精度完全取决于电机本身,与步距角或细分等级没直接关系。定位精度=3%-5%的步距角。混合式步进电机
3.细分可以提高控制精度,但是细分同样存在误差,并且细分误差会与单步步进的误差累计。
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