伺服电机和步进电机有什么区别?
步进电机原理.
作为控制专用电机, 一个 步进电机 是将电脉冲转换为角位移的执行器. 当步进驱动器接收到脉冲信号时, 它驱动步进电机旋转固定角度 (叫 “步距角”) 在设定的方向, 它的旋转以固定的步距角逐步运行. 可以控制脉冲数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的; 同时, 可以控制脉冲频率来控制电机旋转的速度和加速度, 从而达到调速的目的, 改变绕组通电顺序, 电机将反转.
驱动原理 步进电机需要专门的驱动 步进电机 司机, 由脉冲发生控制单元组成, 动力驱动单元, 保护单元, ETC. 动力驱动单元将脉冲产生控制单元产生的脉冲放大，直接与步进电机耦合, 属于步进电机与单片机之间的电源接口.
控制指令单元, 接收脉冲和方向信号, 对应的脉冲产生控制单元产生一组对应相数的脉冲, 在动力驱动单元后送到步进电机, 步进电机在相应方向转过一个步距角. 驱动器的脉冲给定方式决定步进电机的运行方式如下.
(1) m相单m-beat操作
(2) m相双m-beat操作
(3) m相单双m-beat操作
(4) 细分驱动, 驱动器需要给不同幅度的驱动信号步进电机有一些重要的技术资料, 如 ** 静态扭矩, 起始频率, 运行频率, 等等.
通常来说，一般来说, 步距角越小, 电机越大 ** 静态扭矩, 启动频率和运行频率越高, 所以运行方式强调细分驱动技术, 这提高了步进电机的旋转扭矩和分辨率, 彻底消除电机的低频振荡. 因此插补驱动的驱动性能优于其他类型的驱动.
伺服电机内部的转子是永磁体, 驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场, 转子在这个磁场的作用下旋转, 而电机带有一个编码器反馈信号给驱动器, 驱动器将反馈值与目标值进行比较以调整转子旋转角度.
伺服电机原理
伺服电机, 也称为执行器电机, 在自动控制系统中用作执行元件，将接收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速度输出. 伺服电机有两种类型: 直流和交流伺服电机.
伺服电机接收 1 脉冲, 它将旋转对应的角度 1 脉冲, 从而实现位移, 因为, 伺服电机本身具有发出脉冲的功能, 所以伺服电机会针对每个旋转角度发出相应数量的脉冲, 以便, 伺服电机接收到的脉冲形成一个闭环, 系统将知道发送到伺服电机的脉冲数, 同时, 收到多少个脉冲, 这样它就能够非常精确地控制电机的旋转, 从而实现精确定位.
在性能比较中, 交流伺服电机优于直流伺服电机. 交流伺服电机采用正弦波控制, 扭矩脉动小, 并且容量可以比较大. 直流伺服电机采用梯形波控制, 哪个比较差.
直流伺服电机无刷伺服电机比有刷伺服电机性能要好. 伺服电机驱动器伺服电机内部转子为永磁体, 驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场, 转子在这个磁场的作用下旋转, 而电机带有编码器反馈信号给驱动器, 驱动器根据反馈值与目标值进行比较, 调整转子旋转角度.
有刷直流伺服电机驱动: 该电机的工作原理与普通直流电机完全相同, 驱动为三闭环结构, 从当前循环的内部到外部, 分别是速度环和位置环. 电流环的输出控制电机的电枢电压, 电流环的输入是速度环PID的输出, 速度环的输入是位置环的PID输出, 位置环的输入是给定的输入, 控制原理图如上图.
无刷直流伺服电机驱动: 电源为直流, 通过内部三相逆变器逆变成U/V/W交流电, 供应电机, 驱动器也采用三闭环控制结构 (电流环, 速度环, 位置环), 驱动控制原理同上.
交流伺服电机驱动器: 大致可以分为两个功能相对独立的模块: 电源板和控制板. 控制板通过相应算法输出PWM信号作为驱动电路的驱动信号，改变逆变器的输出功率来控制三相永磁同步交流伺服电机.
电源驱动单元首先将输入的三相电源或市电通过三相全桥整流电路整流，得到相应的直流电源. 整流后的三相电源或市电, 然后通过三相正弦PWM电压逆变器变频驱动三相永磁同步交流伺服电机, 简单的说就是AC-DC-AC变电流过程. 控制单元是整个交流伺服系统的核心, 实现系统位置控制, 速度控制, 转矩和电流控制.
伺服和步进电机性能比较
控制精度: 步进电机的相位和节拍越多, 其准确性越高, 伺服电机带编码器挡块, 编码器刻度越大, 精度越高;
低频特性: 步进电机在低速时容易出现低频振动现象, 低速工作时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象, 伺服电机运行非常平稳, 即使在低速时也不会出现振动现象;
矩频率特性: 步进电机输出转矩随着速度的增加而减小, 高速会急剧下降, 伺服电机在额定转速下恒转矩输出, 在额定转速下恒功率输出;
过载能力: 步进电机不具备过载能力, 伺服电机具有很强的过载能力;
经营业绩: 用于开环控制的步进电机控制 用于闭环控制的交流伺服驱动系统, 驱动器可直接采样电机编码器反馈信号, 内部位置和速度环, 一般不会出现步进电机丢步或过冲现象, 控制性能更可靠;
速度响应性能: 步进电机从静止加速到交流伺服系统的加速性能更好, 一般只有几毫秒, 可用于需要快速启停的控制场合.
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