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工控问题

伺服电机分类与优缺点比较

作者: yhyadmin 来源: 本站 时间:2020年11月12日

伺服电机和步进电机是工业控制领域最常使用的两种执行机构。基本原理不同,带来的优缺点也不尽相同,自然应用领域也会各有千秋。下面给大家展示这两种电机的分类和优缺点比较。今天我们先从伺服电机开始。


伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品,是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外,还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

广义的伺服系统是精确地跟踪或复现某个给定过程的控制系统,也可称作随动系统。

狹义伺服系统又称位置随动系统,其被控制量(输出量)是负载机械空间位置的线位移或角位移,当位置给定量(输入量)作任意变化时,系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化。

根据应用的不同,伺服电机有三种分类方式:

1)直流伺服电机和交流伺服电机。

2)有刷或者无刷。

3)同步或者异步。


01直流和交流伺服电机

这种分类方式基于电机使用的电流类型来进行划分,是很常见的一种分类方式。从这两种电机运行的效果来看,最根本的一个区别就是对速度的控制能力。直流和交流都可以作为伺服电机的供电电源。交流电机可以承载更高的电流,也更常用于伺服系统当中,在机器人手臂、流水生产线等这些高重复率、高精度的应用环境中使用较多。



02有刷和无刷伺服电机

在伺服电机领域,大部分都是交流无刷电机,小部分出于操作简单和成本低的考虑,是直流有刷永磁电机,内置霍尔传感器。


03同步和异步伺服电机

这种却别主要在于电机的旋转磁场是同步的还是异步的。直流电机通常我们会用有刷和无刷来区分。但是交流电机我们就会使用同步和异步来进行区分。



我们现在来比较一下伺服电机和步进电机的优缺点和应用领域:


伺服电机最大的几个优点:

1) 相对于电机尺寸和重量而言,输出功率高。

2) 可以使用编码器进行反馈控制,实现高精度和高分辨率。

3) 电机效率可达90%。

4) 高转矩惯性比。

5) 在短时间内具有2-3倍的连续功率。

6) 在短时间内具有5-10倍的额定扭矩。

7) 可以在高扭矩值下实现高速。

8) 运行稳定噪音低。

9) 最后也是最重要的,可以实现闭环控制。



伺服电机最明显的几个缺点:

1) 需要PID调试,以稳定闭环控制,耗时耗力。

2) 发生故障时,伺服电机的故障后果难于预测,需要在控制器增加安全运动控制单元。

3) 精度要求高的情况下,需要配置编码器。

4) 峰值扭矩有限,持续过载易损坏。

5) 通常需要配备齿轮箱以获取更高的速度和传递动力。

6) 整体系统成本高于步进电机系统。



MOTEC(中国)依托超过十几年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全国企业提供优良的解决方案。主要经营有直流伺服交流伺服步进伺服闸机伺服一体化步进驱动系统直流电机交流电机、步进电机、空心杯电机,机床数控系统、cnc数控系统行星减速机减速电机伺服电动缸、精密定位平台、伺服驱动轮、全向轮、直角坐标机器人、精密旋转台、仓储物流机器人、agv机器人、冷链物流温度监控等产品。

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