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步进电机和伺服电机的区别是什么?
浏览数:2715   发布时间:2020-6-20
本文介绍了步进电机和伺服电机的区别,以及其各自的工作原理。

一、步进电机和伺服电机的区别


步进电机:是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。简单的说是靠电脉冲信号来控制角度与转动圈数。所以说他只靠脉冲信号来决定转动多少。因没有传感器,所以停止角度会有偏差。但是精确的脉冲信号则会将偏差减至最低。


伺服电机:靠伺服控制电路来控制电机的转速,通过传感器来控制转动位置。所以位置控制十分精确。而转速也是可变的。


之山伺服电机


二、步进电机基本原理


工作原理:


通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。


发热原理:


通常见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。


步进电机结构



三、伺服电机的工作原理


如下图所示是一种采用功率运算放大器LM675制成的伺服电动机控制电路,电动机采用直流伺服电动机。从图可见,功率运算放大器LM675由15V供电,15V电压经RP 1加到运算放大器LM675的同相输入端,LM675的输出电压加到伺服电动机的输入端。电动机上装有测速信号产生器,用于实时检测电动机的转速。实际上测速信号产生器是一种发电机,它输出的电压与转速成正比。测速信号产生器G输出的电压经分压电路后作为速度误差信号反馈到运算放大器的反相输入端。速度指令电位器RP1设定的电压值经R1.R2分压后加到运算放大器的同相输入端,相当于基准电压。


伺服电机工作原理


伺服电动机的控制原理图


伺服电动机用字母M表示伺服电动机,是驱动系统的动力之源。运算放大器:用电路名称表示,即LM675,是伺服控制电路中的放大器件,为伺服电动机提供驱动电流。


速度指令电位器RP1:在电路中设定运算放大器的基准电压,即速度设定。放大器增益调整电位器RP2:在电路中分别用于微调放大器的增益和速度反馈信号的大小。


伺服电机


当电动机的负载发生变动时,反馈到运算放大器反相输入端的电压也会发生变化,即电动机负载加重时,速度会降低,测速信号产生器的输出电压也会降低,使运算放大器反相输入端的电压降低,该电压与基准电压之差增加,运算放大器的输出电压增加。反之,当负载变小、电动机速度增加时,测速信号产生器的输出电压上升,加到运算放大器反相输入端的反馈电压增加,该电压与基准电压之差减小,运算放大器的输出电压下降,会使电动机的速度随之下降,从而使转速能自动稳定在设定值。


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