步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)
步進(jìn)技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,當(dāng)然也可以成為許多應(yīng)用的一個(gè)好選擇。然而,有一些考慮因素,如扭矩紋波和它們?cè)谶^(guò)大扭矩時(shí)將滑移位置的事實(shí)。一些系統(tǒng)可以檢測(cè)到滑移(即使沒(méi)有編碼器),這很好,但與伺服系統(tǒng)不同的是,它不會(huì)產(chǎn)生和糾正以下誤差。如果你增加一個(gè)編碼器,那么更多的可能性,但控制仍然是開(kāi)環(huán)的,但你有能力知道它是否打滑以及打滑的程度。我認(rèn)為,伺服機(jī)取代步進(jìn)機(jī)的主要原因是在整體控制和集成選項(xiàng)方面。如果我有一臺(tái)使用基于伺服的多軸控制器的20軸機(jī)床,我不可能找到一個(gè)能干凈地集成到該系統(tǒng)中的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器,而且很可能大多數(shù)軸都需要閉環(huán)伺服控制,導(dǎo)致我不得不到處使用伺服。而且,多年來(lái),伺服系統(tǒng)已經(jīng)變得很便宜了,伺服比步進(jìn)的優(yōu)勢(shì)不再那么大了。但是,如果應(yīng)用整體上可以接受,步進(jìn)器確實(shí)是一個(gè)很好的解決方案。在某些情況下,雖然很少見(jiàn),但確實(shí)需要無(wú)修正的打滑現(xiàn)象。
如果扭矩變得太大,步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上會(huì)讓驅(qū)動(dòng)軸 "打滑",但會(huì)繼續(xù)嘗試驅(qū)動(dòng)。伺服控制通常是閉環(huán)的,所以如果伺服軸被機(jī)械地卡住了,控制器就會(huì)試圖驅(qū)動(dòng)以為障礙物,提高扭矩。這意味著,伺服機(jī)總是必須被封閉在安全屏障中,如果不加檢查,可能會(huì)造成重大的機(jī)械損壞(對(duì)自身和其他設(shè)備)。另一方面,步進(jìn)器本質(zhì)上是開(kāi)環(huán)的,當(dāng)達(dá)到其扭矩極限時(shí)就會(huì)繼續(xù)滑動(dòng)。
肯定的是,伺服電機(jī)比步進(jìn)電機(jī)有更多優(yōu)勢(shì)。如果所需的功率超過(guò)了普通伺服電機(jī)的能力,即靜止扭矩超過(guò)68NM,你也可以在CFC控制模式(電流通量控制)下使用帶有變頻驅(qū)動(dòng)器的異步電機(jī),這樣就可以獲得非常接近于伺服技術(shù)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。對(duì)于不需要高功率的應(yīng)用,具有低慣性的高性能電機(jī)和良好的集成直流制動(dòng)器可以取代步進(jìn)電機(jī)。
現(xiàn)在,步進(jìn)電機(jī)有集成的編碼器反饋和獨(dú)立的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)板,有四分之一的相位。主要的限制是磁鐵功率、散熱和尺寸。不要懷疑3相感應(yīng)電機(jī)(窮人的伺服)在編碼器反饋或新的磁通矢量配置中運(yùn)行。這些新設(shè)備有200:1的轉(zhuǎn)矩下降。但更有可能的是,如果沒(méi)有一個(gè)用強(qiáng)制空氣冷卻的電機(jī),并且是為這個(gè)轉(zhuǎn)矩而設(shè)計(jì)的,那么即使有H級(jí)繞組的耐熱等級(jí),你也會(huì)在15Hz的全扭矩下燒毀繞組。在我看來(lái),伺服機(jī)與新的VFD的匹配電機(jī)是一樣的。這只是術(shù)語(yǔ)而已。但過(guò)熱的大型步進(jìn)器會(huì)毀掉非常昂貴的磁鐵。
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