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设备高速运转,选择步进电机还是伺服电机?


在进行小型机电项目时,最重要的方面之一是电机类型的选择,高速运转的情况下是该选择步进电机还是伺服电机呢?考虑到这一点,东么川建议购买前必须仔细定义我们的应用程序在速度或转速、启动扭矩、功率、扭矩等方面的要求。

  理论上来说,步进电机本身就是无刷电机,其极数通常为 50 到 100。极对应于电机的一部分,其中磁极由永磁体产生,或通过绕组线圈产生电流。步进电机不需要编码器,因为它们可以在多个极之间精确移动。因此,这种类型的电机使用脉冲以增量方式运行。这些电脉冲转化为离散的角运动

  它的主要特点是电感器由外部电源供电,因此,通过使用控制器调整励磁电流,可以调整其速度。它可以达到的最大速度取决于控制器输出到电机的电压。如果电压更高,
步进电机将在相同速度下提供更高的扭矩,并且它能够比使用低压控制器的电机更快地加速。 

  那步进电机能不能用在高速应用中呢?除了其速度易于控制这一事实之外,根据经验,步进电机非常适合高达 2000 RPM 的速度。同样,除了提供多功能性和最佳最大速度外,它们比伺服更便宜,因为它们在恒定的开环电流下运行。节省的原因是它们在大多数定位应用中不需要编码器。然而,值得注意的是,这种类型的组件会在电机和执行器中产生大量热量,在某些应用中必须考虑到这一点。

  伺服电机是步进电机的演变。换句话说,它是一个步进电机,但带有集成的控制电子设备,因此可以逐步控制其位置和运动。这一 事实使其能够获得更高的精度。就其组成而言,伺服系统的极点很少。与步进电机相比,我们会注意到,与伺服电机相比,步进电机的旋转需要通过绕组线圈进行更多的电流交换。这个事实意味着舵机具有更高的性能。另一方面,这些电机需要一个编码器来跟踪它们的位置,这增加了项目的成本。此外,它们在低速时提供较低的扭矩,因为具有更多极数的步进电机具有在低 RPM 下提供更高扭矩的优势。

  伺服电机仅提供移动或保持负载到位所需的电机电流;换句话说,它们读取电机编码器和位置之间的差异。此优势可防止过热并提高应用程序在任何速度下的性能。这些电机非常适合需要超过 2,000 RPM 的应用,具有在任何 RPM (0-3,000 rpm)下保持恒定扭矩的显着竞争优势。

步进电机扭矩图

  对于低于每分钟 2,000 转的速度,步进电机意味着更大的节省和在精度方面的出色响应:它不会错过脉冲,更容易启动,静止时稳定并保持其位置非常好,尤其是与动态负载。
在需要高速和更大扭矩水平和控制的应用中,伺服将是最佳选择。它们不仅在高速下提供精度,而且还非常适用于在高速下需要高扭矩和需要高动态响应的应用。



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