理解伺服驱动器与步进驱动器:从工作原理到优缺点一览 (理解伺服驱动的方法)

理解伺服驱动的方法

伺服驱动器

伺服驱动器是一种将电信号转换为机械运动的电机驱动器。它们用于需要精确控制速度、位置和扭矩的应用中,例如机器人、数控机床和伺服电机。

工作原理

伺服驱动器使用闭环控制系统来控制电机。该系统包括一个位置传感器,该传感器将电机的位置反馈给驱动器。驱动器使用此反馈来调整电机输出,以确保电机达到并保持其目标位置。这种反馈环路使伺服驱动器能够实现非常准确的运动控制。

步进驱动器

步进驱动器是一种将电脉冲转换为离散机械步长的电机驱动器。它们用于需要精确定位但不需要高精度或高速度的应用中,例如打印机、扫描仪和步进电机。

工作原理

步进驱动器通过向电机供电一系列脉冲来工作。每个脉冲都会导致电机旋转一定角度(也称为步长)。步进数与所提供的脉冲数成正比。步进驱动器不需要反馈环路,因此它们比伺服驱动器更简单且更便宜。

伺服驱动器与步进驱动器的比较

从工作原理到优缺点一览
特性 伺服驱动器 步进驱动器
精度 中等
速度
扭矩
成本
复杂性 复杂 简单
应用 机器人、数控机床、伺服电机 打印机、扫描仪、步进电机

结论

伺服驱动器和步进驱动器在电机控制应用中都有其特定的优势和劣势。伺服驱动器提供了更高的精度、速度和扭矩,但它们也更复杂、成本更高。步进驱动器成本较低、更简单,但精度、速度和扭矩较低。在选择驱动器时,需要仔细考虑应用的要求,以确定最合适的解决方案。


伺服电机和步进电机的区别

伺服电机和步进电机的区别:低频特性不同、工作原理、成本、运行性能、转速与过载能力。

1、低频特性不同(抗共振)

步进系统的一点不足就在于存在着固有的共振点,SR系列步进驱动器自动计算共振点,并以此来调整控制算法,从而达到抑制共振的目的,极大的提高了中频稳定性,使得高速时有更大的力矩输出,更优异的高速性能。

伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可弥补机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

2、工作原理

这两种电机在原理上有很大的不同,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元步进电机件,查看步进电机的工作原理。

而伺服主要靠脉冲来定位,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,这样系统就会清楚发了多少脉冲和收了多少脉冲回来,从而能够精确的控制电机的转动,实现精确的定位。

3、成本

步进电机在性价比上是有优势的,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率的步进电机;伺服电机的高响应、高速性及高精度的优点决定了产品的价格高昂,这是无可避免的。

4、运行性能

步进电机一般是开环控制,在启动频率过高或者负载过大的情况下会出现失步或堵转现象,所以使用时需要处理好速度问题或者增加编码器闭环控制,查看什么是闭环步进电机;而伺服电机采用的是闭环控制,更容易控制,不存在失步现象。

5、转速与过载能力

步进电机在低速运转的时候容易出现低频振动,所以当步进电机在低速工作时候,通常还需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;而伺服电机则没有这种现象的发生,其闭环控制的特性决定了其在高速运转时保持优秀的性能。

两者的矩频特性不同,一般伺服电机的额定转速要大于步进电机。步进电机的输出力矩会随着转速的升高而下降,而伺服电机则是恒力矩输出的,所以步进电机一般没有过载能力,而交流伺服电机的过载能力却较强。

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