如何選擇伺服電機及設計計算方法

如何選擇伺服電機：
１、 伺服電機和步進(jìn)電機的性能比較
　　步進(jìn)電機一種開(kāi)環(huán)控制的系統，和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異�，F就二者的使用性能作一比較。

　　一、控制精度不同 

　　兩相混合式步進(jìn)電機步距角為 1.8°、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機步距角為0.72 °、0.36°。也有高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。如山洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。 
　　交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以山洋全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2000線(xiàn)編碼器的電機而言，驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的1/655。 


　　二、低頻特性不同 

　　步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載和驅動(dòng)器性能有關(guān)，認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。 
　　交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統。

　　三、矩頻特性不同 

步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，其最高工作轉速在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（為2000RPM或3000RPM）以?xún)�，都能輸出額定轉矩，在額定轉速為恒功率輸出。

　　四、過(guò)載能力不同 

　　步進(jìn)電機不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以山洋交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其最大轉矩為額定轉矩的二到三倍，于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)克服這種慣性力矩，往往選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。 


　　五、運行性能不同　　 

　　步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，為保證其控制精度，應好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成環(huán)和速度環(huán)，不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。

　　六、速度響應性能不同 

　　步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（為每分鐘幾百轉）200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。 容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持