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行業(yè)視點(diǎn)
步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較
內(nèi)容簡介:交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。
      步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置,它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號(hào)),但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異,F(xiàn)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(jī)步距角一般為3.6°、1.8°,五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小,如北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司(原四通電機(jī))生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī),其步距角為0.09°;三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°等等,兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。

      交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以某進(jìn)口品牌電機(jī)為例,有標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī),由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°;而對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。

      二、低頻特性不同

      步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

      交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。

      三、矩頻特性不同

      步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

      四、過載能力不同

      步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以森創(chuàng)交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。

      五、運(yùn)行性能不同

      步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。

      六、速度響應(yīng)性能不同

      步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以某品牌400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

      綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
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西瑪三相異步電動(dòng)機(jī)已成為發(fā)展的主要方向。
  整個(gè)電機(jī)行業(yè)的平均利潤水平呈U型,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)量呈U型反轉(zhuǎn)。目前,三相異步電動(dòng)機(jī)行業(yè)市場(chǎng)化程度較高,擁有眾多電機(jī)企業(yè),整個(gè)行業(yè)正處于整合優(yōu)化的過程中。微電機(jī)和大型電機(jī),包括一些特種電機(jī),由于其技術(shù)難度大、初始投資大、技術(shù)門檻高,處于U型曲線的最高端。
西安西瑪電機(jī)原廠生產(chǎn)的電機(jī)滑環(huán)的抗干擾性能很強(qiáng)嗎
  西瑪電機(jī)在電機(jī)滑環(huán)干擾源的導(dǎo)線上加一個(gè)屏蔽層,屏蔽層接地。方法:如果遇到高工作電壓和高頻率,滑環(huán)應(yīng)選擇電磁感應(yīng)屏蔽。在電磁感應(yīng)屏蔽中,用金屬材料和導(dǎo)電體原材料作為屏蔽層,可以產(chǎn)生很好的電磁干擾。
如何根據(jù)空載電流判斷西瑪電機(jī)性能?
  一般來說,小型電機(jī)的空載電流約為額定電流的30%~70%,大中型西瑪電機(jī)的空載電流約為額定電流的20%~40%。特別是,特定西瑪電機(jī)的空載電流一般不在銘牌或電機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)上標(biāo)明。
交流電機(jī)的用途和作用有哪些?
  西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的交流電機(jī)使用和控制非常方便。具有自動(dòng)啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、倒車、保持等功能,可滿足各種操作需要。電機(jī)工作效率高,無煙、無臭、無污染。環(huán)境和噪音也很低。由于其諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防、商業(yè)、家用電器、醫(yī)療電器等領(lǐng)域。
直流電機(jī)和交流電機(jī)的具體區(qū)別是什么?
  首先,直流電機(jī)和交流電機(jī)都是由于磁場(chǎng)的作用而工作的電機(jī)。直流電可以看作是步進(jìn)電機(jī)的一種。一般來說,直流電機(jī)的功率不如交流電機(jī),特別是無刷電機(jī)克服了有刷電機(jī)的許多缺點(diǎn),但也存在諧振等缺點(diǎn)。
高速電機(jī)為什么那么難搞?
  高速電機(jī)不是廠家不想做,而是研發(fā)高速電機(jī)的難度不是一般的大,那是相當(dāng)?shù)拇,難在哪呢?今天西安西瑪電機(jī)技術(shù)人員就給寶寶們說說高速電機(jī)為什么那么難搞。
一種將傳統(tǒng)機(jī)床電主軸電機(jī)革命性的升級(jí)技術(shù)方案
  一種將傳統(tǒng)機(jī)床電主軸革命性的升級(jí),在原有不改變機(jī)床配置的前提下可以提高傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床電主軸的加工能力,可以從原來的0-24000RPM的加工范圍,擴(kuò)展到0-100000RPM的超高轉(zhuǎn)速的加工,這主要得力于Kasite(卡西德)提供的技術(shù)方案:
航空工業(yè)造超高效工業(yè)電機(jī)獲一級(jí)節(jié)能認(rèn)證
  中航電動(dòng)汽車(鄭州)有限公司研制生產(chǎn)的高效工業(yè)電機(jī)正廣泛應(yīng)用于紡織行業(yè)的細(xì)紗機(jī)和化纖紡織機(jī)等高牽入轉(zhuǎn)矩節(jié)能電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),相對(duì)于紡織專用異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),有功節(jié)電率在8%~19%之間。
永磁電機(jī)讓我海軍戰(zhàn)力再提升。
  永磁體的磁場(chǎng)會(huì)隨著時(shí)間減弱,特別是在極端的情況下,例如高溫、低溫這樣的情況下,永磁體的磁場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)永久性的減弱。而潛艇的主電機(jī)如果用永磁電機(jī)的話,就要有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)水平。
交流同步電機(jī)高壓變頻調(diào)速裝置成功投運(yùn)及技術(shù)。
  目前國產(chǎn)大功率變頻裝置成功應(yīng)用于同步電機(jī)的實(shí)例很少,都是國外品牌一統(tǒng)天下。目前我國大型同步電機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速雖然剛剛起步,但國外已經(jīng)廣泛使用。通過 他們長期的運(yùn)行實(shí)踐表明:應(yīng)用高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益良好、其可靠性也可以得到保證。因此我國高壓同步電機(jī)變頻調(diào)速裝置將來的市場(chǎng)前景巨大。
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