机电学精英揭秘伺服电机与步进电机的差异

机电学精英揭秘伺服电机与步进电机的差异

在机电学领域,精通哪一门专业往往关系着未来的职业道路。两相混合式步进电机和五相混合式步进电机的区别之一,便是它们的步距角。两相混合式通常为3.6°、1.8°,而五相混合式则为0.72°、0.36°。更高性能的产品甚至可达0.09°或更小,如四通公司生产用于慢走丝线切割机床的步进电机,其步距角仅为0.09°;德国百格拉公司(BERGERLAHR)的三相混合式步进电机则可以通过拨码开关设置为多种不同的步距角,从1.8°到0.036°不等,这样做既兼容了两相和五相混合式,也提升了灵活性。

与之对比的是交流伺服电机会以其卓越的控制精度著称。这主要归功于轴后端旋转编码器。在松下全数字式交流伺服电机中,标准2500线编码器配备四倍变频技术,每次脉冲占据360度/10000,即每个脉冲代表极小的角度,而17位编码器驱动器每接收217个脉冲便完成一次完整圈周运动,其脉冲当量仅需9秒,比传统步进电机更准确。

此外,交流伺服系统还表现出较好的低频特性,无论是在空载还是负载状态下,都能保持平稳运转,并且具有共振抑制功能,可以检测机械共振点进行调整。而对于低速时可能出现的问题,如振动现象,交流伺服系统内置细分技术可以有效克服这些问题。

在矩频特性上,交流伺服电机会提供恒力矩输出,即使在额定转速以上也能维持一定功率输出,而非恒力矩输出。此外,它们拥有强大的过载能力,有些甚至能够承受额定转矩的一倍或更多,从而减少惯性的影响。在运行性能方面,由于闭环控制设计,不会出现丢步或过冲的问题,使得控制更加可靠。

最后,在速度响应性能上,交流伺服系统显得尤其突出,只需几毫秒即可从静止加速至额定转速,而非数百毫秒。而这种快速响应对于要求快速启停操作场合来说至关重要。

综上所述,无论是从控制精度、低频特性、矩频特性、过载能力、运行性能还是速度响应性能来看,都有理由认为交流伺服系统在许多方面优于传统的步进电机。不过,对于一些需求不高或者成本敏感的情况下,也仍然会选择使用适当类型的执行设备。因此,在选型过程中,我们需要综合考虑各种因素,以确保最终选出的控制设备符合项目需求并实现最佳效益。