步进电动机与伺服电动机

考虑成本,扭矩,速度,加速度和驱动电路

在伺服电机和A之间选择步进电机涉及几个设计因素的平衡可能是一个挑战。成本注意事项,扭矩,速度,加速度和驱动电路都在选择最佳电动机方面发挥作用。我们已经审查了他们的用途和优势,以帮助您为应用程序选择合适的电动机。

步进马达与伺服电机

总体发现

步进电动机
  • 50至100对

  • 更容易控制

  • 更灵活性和精度

  • 在低速下更好

伺服电动机
  • 四到12对

  • 停止更少

  • 可能需要旋转编码器

  • 在更高的速度下更好

步进和伺服电动机在两种关键方面有所不同:它们的基本结构和控制手段。两者都提供了移动系统的旋转力。草干有更多的步骤,或者电动机可以保持。

总体而言,伺服电动机最适合高速,高扭矩应用。步进电动机的设计提供了恒定的固定扭矩,而无需电动机供电。较低速度的步进电动机的扭矩大于相同尺寸的伺服电动机。但是,伺服器可以达到更高的总体速度。

步骤数:步进电动机提供更多品种

步进电动机
  • 更多磁对,这意味着更多步骤

  • 更容易达到特定步骤

伺服电动机
  • 更少的磁对

  • 不太容易去精确的位置

步进电动机通常具有由永久磁铁或电流产生的50至100对北极和南极。相比之下,伺服电动机的极杆较少,通常总共4至12个。

每个都为电动机轴提供了一个自然的停止点。更多的停止量可以使步进电动机在每种方面都准确,精确地移动,并允许其在没有任何位置反馈的情况下进行操作申请。伺服电机通常需要一个旋转编码器跟踪电动机轴的位置,尤其是如果需要进行精确的运动。

驾驶机制:草原更精确

步进电动机
  • 更容易开车到特定位置

  • 根据步骤数找到最终位置

伺服电动机
  • 难以准确控制

  • 根据调整电流阅读最终位置

将步进电动机驾驶到精确的位置要比驾驶伺服电机要简单得多。使用步进电动机,单个驱动脉冲将从一个杆子到另一杆移动电动机轴。由于给定电动机的步长以一定量的旋转固定,因此移动到精确的位置是发送正确数量的脉冲。

相比之下,伺服电动机读取当前编码器位置与命令的位置之间的差异,并调整移动到正确位置所需的电流。与今天的数字电子,,,,步进电动机更容易控制比伺服电动机。

性能:高速伺服器更好

伺服电动机
  • 较低的最大rpm(约2,000个)

  • 更高速度可用的扭矩较少

步进电动机
  • 可以以更高的速度运行

  • 不会因RPM失去扭矩

对于需要高速和高扭矩的应用,伺服电动机发光。步进电动机在2,000 rpm的速度周围达到顶峰,而伺服电动机的速度则更快。伺服电动机还以高速保持其扭矩额定值,高速伺服器可从伺服器上获得多达90%的额定扭矩。

伺服器比步进电动机更有效,效率在80-90%之间。伺服电动机可以在短时间内提供大约两倍的额定扭矩,从而在需要时吸收能力。此外,伺服电动机很安静,可在AC和DC驱动器,并且不要振动或遭受共鸣问题。

步进电动机在接近最大驾驶员速度时会失去大量的扭矩。最大速度的90%的额定扭矩的80%损失是典型的。步进电动机在加速负载方面也不如伺服电动机好。试图加速载荷太快,而步进器无法产生足够的扭矩,无法在下一个驱动脉冲之前移动到下一步,从而导致跳过步骤和位置损失。

最终判决

为您的应用选择最佳电动机取决于系统的一些关键设计标准,包括成本,位置准确性要求,扭矩要求,驱动功率可用性和加速要求。

步进电动机更适合较低的加速度,高固定型应用。伺服电动机能够提供比步进电动机更多的功率,但确实需要更复杂的驱动电路和位置反馈才能进行准确的定位。它们通常需要变速箱,尤其是用于较低速度操作。变速箱和位置编码器的需求使伺服电机设计在机械上更加复杂,并增加了系统的维护要求。

如果位置精度是必不可少的,则可以选择电动机上的负载超过其扭矩,或者必须将步进器与位置编码器结合在一起以确保准确性。步进电动机还遭受振动和共振问题。以某些速度,部分取决于负载动力学步进电动机可能会引起共鸣并且无法驱动负载。这导致跳过步骤,停滞电动机,过度振动和噪音。

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