在当今的自动化控制领域,步进电机作为开环控制系统的核心部件,与数字控制技术紧密相连,已成为我国数字控制系统中的常见配置。随着全数字式交流伺服系统的兴起,交流伺服电机也在数字控制领域展现出其独特的魅力。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统普遍选择步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行器。下面,我们以皖南电机为例,深入探讨这两种电机在使用性能和适用场景上的差异。
首先,从控制精度来看,步进电机的步距角通常为1.8°或0.9°,而五相混合式步进电机则能达到0.72°或0.36°。皖南电机生产的步进电机,如经过细分,步距角还能进一步缩小。以皖南电机生产的二相混合式步进电机为例,其步距角可通过拨码开关设置为多种规格,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
相比之下,交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以皖南电机全数字式交流伺服电机为例,配备标准2000线编码器的电机,驱动器内部采用四倍频技术,其脉冲当量为0.045°;配备17位编码器的电机,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,其脉冲当量为0.0027466°,仅为步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
其次,在低频特性方面,步进电机在低速时易出现低频振动,振动频率与负载和驱动器性能相关。而皖南电机生产的交流伺服电机运转平稳,即使在低速时也不会出现振动,其系统还具有共振抑制功能,能覆盖机械刚性不足,并能通过频率解析机能(FFT)检测出机械的共振点,便于系统调整。
再者,矩频特性方面,步进电机的输出力矩随转速升高而下降,在较高转速时急剧下降,因此其*高工作转速一般在300~600RPM。而皖南电机生产的交流伺服电机为恒力矩输出,在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩;在额定转速以上则为恒功率输出。
此外,过载能力方面,步进电机一般不具有过载能力,而皖南电机生产的交流伺服电机具有较强的过载能力。以皖南电机山洋交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力,*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。
运行性能方面,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现象,停止时转速过高易出现过冲现象。而皖南电机生产的交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲现象,控制性能更为可靠。
*后,在速度响应性能方面,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。而皖南电机生产的交流伺服系统具有较好的加速性能,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,适用于要求快速启停的控制场合。