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在需要隨時了解機器準確位置的應(yīng)用中,步進電機和伺服電機有重要差別。在通過步進電機控制的開環(huán)運動應(yīng)用中,控制系統(tǒng)認為電機始終處于正確的運動狀態(tài)。不過,在遇到問題以后,比如因為部件卡住而導(dǎo)致電機失速,控制器就無法了解機器的實際位置,從而導(dǎo)致失位。伺服電機本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個優(yōu)勢:如果其被一個物體卡住,會立刻檢測到。機器會停止操作, 始終不會失位。起動矩頻特性起動頻率fq隨負載力矩M下降的關(guān)系曲線稱為起動矩頻特性空載運行頻率fmax(步/秒)運行矩頻特性它是衡量步進電機運轉(zhuǎn)時承載能力的動態(tài)性能指標(biāo)。
步進電機失步(丟步)的原因和對策
步進電機可以根據(jù)脈沖數(shù)和脈沖頻率來對電機實現(xiàn)開環(huán)控制位置和速度,是一種便宜、簡單好用的控制類電機,在自動化控制領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但由于步進電機不是閉環(huán)控制,選型或者使用不當(dāng),也會容易出現(xiàn)步進電機失步,也叫步進電機丟步,也就是步進電機沒有按照指令到達應(yīng)該到達的位置,讓工程師們很是苦惱。那么,步進電機失步的原因是什么?可以采取哪些對策來避免失步呢?在各類精密儀器的傳動階段,伺服電機搭配減速機的組合被廣泛應(yīng)用。
步進電機失步的原因有很多,在實際應(yīng)用過程中,需要采取排除法一一分析,才能夠找出失步的真正原因,一般導(dǎo)致步進電機失步的原因是下面幾種:
1.步進電機本身工作力矩不夠,沒有足夠能力帶動負載;
失步和過沖現(xiàn)象分別出現(xiàn)在步進電機啟動和停止的時候。一般情況下,系統(tǒng)的極限啟動頻率比較低,而要求的運行速度往往比較高。如果系統(tǒng)以要求的運行速度直接啟動,因為該速度已經(jīng)超限,啟動頻率而不能正常啟動,起則發(fā)生丟步,重則根本不能啟動,產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。系統(tǒng)運行起來后,如果達到終點時立即停止發(fā)送脈沖,令其立即停止,則由于系統(tǒng)慣性的作用,步進電機會轉(zhuǎn)過控制器所希望的平衡位置。為了克服步進失步和過沖現(xiàn)象,應(yīng)該在啟動停止時加入適當(dāng)?shù)募訙p速控制。
為了克服步進失步和過沖現(xiàn)象,應(yīng)該在啟動停止時加入適當(dāng)?shù)募訙p速控制。我們一般采用:運動控制卡作上位控制單元、具有控制功能的PLC作上位控制單元、單片機作上位控制單元來控制運動加減速可以克服失步過沖現(xiàn)象。
步進電機主要應(yīng)用于中低速領(lǐng)域,其輸出的力矩會隨著電機轉(zhuǎn)速的提高而迅速減少,在應(yīng)用時一定要注意在全速度段,電機的輸出的力矩都可以滿足應(yīng)用的要求。我們可以選擇閉環(huán)電機扭矩會偏大些。
應(yīng)用解析:
1、步進電機閉環(huán)的轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而降低,即具備低轉(zhuǎn)速高扭力的特點,適合的轉(zhuǎn)速為500左右。而伺服電機是恒扭矩,但更適合2000轉(zhuǎn)或更高。
2、步進電機的控制精度要比伺服電機低大約10倍。
3、伺服電機的過載能力約為步進電機的3倍。
4、步進電機的平穩(wěn)性較差,特別是在低速時噪聲更明顯,而伺服電機運行一直是低噪音、平穩(wěn)的。
5、伺服電機的價格約為步進電機的3倍。