CNC數控機床用交流伺服電機有什麽優勢?對比:步進電機
07-30-2021
CNC數(shù)控機床用(yòng)交流伺服電機有什麽優勢?對比:步進電機


交流伺服電(diàn)機被廣(guǎng)泛使用(yòng)在CNC數控機床行業。並且也得到了行業客戶(hù)的一致(zhì)好評。那為什(shí)麽電機的類型那麽多,偏偏選(xuǎn)中交流伺服電機呢?今天,我們就來聊一聊(liáo)關於交流伺服電機在(zài)數控機(jī)床行業的優勢。


交流伺服電(diàn)機的優點(diǎn)


1:高精度 精準定位


2:穩定性(xìng)強


3:低噪音


4:適應性強(qiáng)


5:響應快


6:使用壽命長


交流伺服電機的優點也成就了它的高使用率,在數控機床行業對於精度的要求是很高的。因為CNC數控機床通常用於(yú)生產各類零件,配件,使用伺服電機能夠(gòu)帶(dài)來更加精準的定位,做(zuò)出來的產品外觀(guān)更加好看。所(suǒ)以,交流伺服電機得到了很(hěn)多CNC數控機(jī)床行業的青睞。


伺服主要靠(kào)脈衝來定位,基本上可以這樣理解,接收到1個脈衝(chōng),就會(huì)旋轉1個脈衝對(duì)應的角度,從而實現位移,因為,伺服(fú)電機本身具備發(fā)出脈衝的功能(néng),所以伺服電機每旋轉一(yī)個角度,都(dōu)會發出對應數量的脈衝,這樣,和伺服電機接受的脈衝形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,係統就會知道發了多少脈衝(chōng)給伺服電機,同(tóng)時(shí)又收了(le)多少脈衝回來,這樣,就能夠很(hěn)精確的控製電機的轉動(dòng),從而(ér)實現精確的定位,可以達到0.001mm。


是一種離散運動的(de)裝置,它和(hé)現代數字控製技術有著本質的聯係。在目前國內的數字控製係統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服係統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字(zì)控製係統中。為了適應數字控製的發展趨勢,運(yùn)動(dòng)控製係統中大多采用步進電(diàn)機或全數字式交流伺服電機作為執行。雖然兩者在控製方式上相似(脈衝(chōng)串和方(fāng)向信號),但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。現就二者(zhě)的使用性能作一比較。


一、控製精度不同


兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有(yǒu)一些高性能的步進電機步(bù)距角更小。如四通公司生產的一種用(yòng)於慢走絲(sī)機床的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉(lā)公司(berger lahr)生產的三相混合(hé)式步進電機其(qí)步距角可通過撥碼開(kāi)關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了(le)兩相和五相混合式步進電機的(de)步距角。


交流伺服電機的(de)控製精度(dù)由電機(jī)軸後端的旋轉編碼器保證。以鬆下全數字式交流伺服電(diàn)機為例,對於帶標準2500線編(biān)碼器的電機而言,由於驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈衝當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對於帶17位(wèi)編碼器的(de)電機而言,驅動器每接收217=131072個脈衝電機轉一(yī)圈,即其脈衝當量為(wéi)360°/131072=9.89秒。是步距角(jiǎo)為1.8°的步進電機的脈衝當量的(de)1/655。


二、低頻特性不同


步進電(diàn)機在低速(sù)時易出(chū)現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能(néng)有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這(zhè)種由步進電機的工作原理(lǐ)所決(jué)定的低頻振動現象對於機器的正常運轉非常不利(lì)。當(dāng)步進電機工(gōng)作在低速時,一(yī)般應采用阻尼技術來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅動(dòng)器上采用細分(fèn)技(jì)術等。


交流伺(sì)服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服係統具(jù)有共振抑製功能,可涵蓋機械的剛性不足,並(bìng)且係統內部具有頻率解(jiě)析機能(néng)(fft),可檢測出機械(xiè)的共振點,便於係統調整。


三、矩頻特性不(bú)同


步進電機的輸出力(lì)矩(jǔ)隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般(bān)在300~600rpm。交流伺服電機為恒力矩(jǔ)輸出(chū),即在其(qí)額定轉(zhuǎn)速(一般為2000rpm或3000rpm)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。


四、過載能力不(bú)同


步進電機一般不(bú)具有過載能力。交(jiāo)流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以鬆下交(jiāo)流伺服係統為(wéi)例,它具有速度過載和轉矩過載能力(lì)。其最大轉矩為(wéi)額定轉矩的三倍,可(kě)用於克服慣性負(fù)載在啟(qǐ)動瞬間的慣(guàn)性(xìng)力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性(xìng)力矩,往往需要選取較(jiào)大轉矩的電機,而(ér)機器在正常工作期間又不需(xū)要那麽大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。


五、運行性能不同


步進電機的控製為開環控製(zhì),啟動頻率過高或負載過大易出(chū)現丟步或(huò)堵轉的現象,停止時轉速(sù)過高易出現過衝的現象,所以為保證其(qí)控(kòng)製精度,應處理好升、降速問題。交流伺(sì)服驅動係統為閉環控製(zhì),驅(qū)動器可直接(jiē)對電機編碼(mǎ)器反饋信號(hào)進行采樣,內部(bù)構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現步進電機的丟步或過衝的現象,控製性能更為可靠。


六、速度響應(yīng)性能(néng)不同


步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速(一般為每(měi)分鍾幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服係統的加速性能較好,以鬆下(xià)msma 400w交流伺服電機為例,從靜止加速到(dào)其額定轉速3000rpm僅需幾(jǐ)毫秒,可用於要求(qiú)快(kuài)速(sù)啟停的控製場合 %%%%%綜上所述,交流伺(sì)服係統在許多性能方麵都優於(yú)步進電(diàn)機。但在一些要求不高的場合也經常用(yòng)步(bù)進電機來做執行電動機。所以,在控(kòng)製係(xì)統的設計過程中(zhōng)要綜合考慮控製(zhì)要求、成本(běn)等多方麵的因素(sù),選用適當的控製電(diàn)機(jī)。
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