交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別
分類目錄:技術(shù)文章 | 標(biāo)簽: 三菱伺服電機(jī)
交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域是大家比較常見的,同樣都是電機(jī),功能卻有很大不同,交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別具體有哪些,下面我們先簡(jiǎn)單對(duì)比一下。
1 .在用途上:交流異步電機(jī)用于機(jī)械拖動(dòng);三菱交流伺服電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上的角度位移或角速度。
2.在結(jié)構(gòu)上:a.交流異步電機(jī)的定子繞組為均布,交流伺服電機(jī)的定子繞組多制成兩相兩相繞組在空間相差90度電角度(單項(xiàng)異步電機(jī)為:180度)
b. 交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子有籠型和非磁性杯形兩種:籠型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與一般籠型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子相同。非磁性杯形轉(zhuǎn)子與杯形轉(zhuǎn)子異步測(cè)速電機(jī)轉(zhuǎn)子相似。
3.工作原理: 異步電機(jī)::繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子受感應(yīng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。
三菱交流伺服電機(jī):控制繞組加入電信號(hào),電機(jī)旋轉(zhuǎn),改變加在控制繞組上的電壓的大小,就破壞了對(duì)稱狀態(tài),電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降,除去信號(hào)電壓,電機(jī)立即停止,從而實(shí)現(xiàn)由電信號(hào)到軸上的角度位移或角速度的轉(zhuǎn)變。
接下來我們?cè)僭敿?xì)從幾個(gè)方面,介紹交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別。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(guó)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。三菱公司生產(chǎn)的電機(jī)在國(guó)內(nèi)外口碑都很好,很多用戶都選用三菱伺服電機(jī),但現(xiàn)在市場(chǎng)上賣家太多,我們很多買家分不清哪家是正規(guī)公司。我們想要買到正品三菱伺服電機(jī),最好選擇三菱代理商購(gòu)買,這樣品質(zhì)和售后都會(huì)有保障?,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。如四通公司生產(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°;德國(guó)百格拉公司(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,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。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例,對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言,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°。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。以三菱交流伺服系統(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
前面從幾方面介紹了交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別,下面我們?cè)賮韺?duì)比下它們的速度響應(yīng)性能。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,以三菱伺服電機(jī) 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)
直線異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括定子、動(dòng)子和直線運(yùn)動(dòng)的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內(nèi)定子和動(dòng)子之間具有良好的電磁場(chǎng)耦合,定子和動(dòng)子的鐵心長(zhǎng)度不等。定子可制成短定子和長(zhǎng)定子兩種形式。由于長(zhǎng)定子結(jié)構(gòu)成本高、運(yùn)行費(fèi)用高,所以很少采用。直線電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一樣,定子鐵心也是由硅鋼片疊成,表面開有齒槽;槽中嵌有三相、兩相或單相繞組;單相直線異步電動(dòng)機(jī)可制成罩極式,也可通過電容移相。直線異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子有三種形式:
(1)磁性動(dòng)子 動(dòng)子是由導(dǎo)磁材料制成(鋼板),既起磁路作用,又作為籠型動(dòng)子起導(dǎo)電作用。
(2)非磁性動(dòng)子 ,動(dòng)子是由非磁性材料(銅)制成,主要起導(dǎo)電作用,這種形式電動(dòng)機(jī)的氣隙較大,勵(lì)磁電流及損耗大。
(3)動(dòng)子導(dǎo)磁材料表面覆蓋一層導(dǎo)電材料,導(dǎo)磁材料只作為磁路導(dǎo)磁作用;覆蓋導(dǎo)電材料作籠型繞組。
相信從以上六點(diǎn)介紹了交流異步電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別,大家腦海會(huì)有比較深的印象了。以后在工作中如果遇到要選擇這兩種電機(jī)時(shí),也能輕而易舉做出選擇。