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伺服电机和步进电机的31个技术问答1,如何正确选择伺服电机和步进电机?主要视具体应用情况而定,简单地说要确定负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号2,选择步进电机还是伺服电机系统?其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点请见下表,自然明白步进电机系统伺服电机系统力矩范围中小力矩(一般在20Nm以下)小中大,全范围速度范围低(一般在2000RPM以下,大力矩电机小于1000RPM)高(可达5000RPM)直流伺服电机更可达1~2万转/分控制方式主要是位置控制多样化智能化的控制方式,位置/转速/转矩方式平滑性低速时有振动(但用细分型驱动器则可明显改善)好,运行平滑精度一般较低,细分型驱动时较高高(具体要看反馈装置的分辨率)矩频特性高速时,力矩下降快力矩特性好,特性较硬过载特性过载时会失步可3~10倍过载(短时)反馈方式大多数为开环控制,也可接编码器,防止失步闭环方式,编码器反馈编码器类型-光电型旋转编码器(增量型/绝对值型),旋转变压器型响应速度一般快耐振动好一般(旋转变压器型可耐振动)温升运行温度高一般维护性基本可以免维护较好价格低高3,如何配用步进电机驱动器?根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能4,2相和5相步进电机有何区别,如何选择?2相电机成本低,但在低速时的震动较大,高速时的力矩下降快5相电机则振动较小,高速性能好,比2相电机的速度高30~50%,可在部分场合取代伺服电机5,何时选用直流伺服系统,它和交流伺服有何区别?直流伺服电机分为有刷和无刷电机有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合直流伺服电机分为有刷和无刷电机有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低因而适合做低速平稳运行的应用无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低因而适合做低速平稳运行的应用6,使用电机时要注意的问题?上电运行前要作如下检查1)电源电压是否合适(过压很可能造成驱动模块的损坏);对于直流输入的+/-极性一定不能接错,驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(开始时不要太大);2)控制信号线接牢靠,工业现场最好要考虑屏蔽问题(如采用双绞线);3)不要开始时就把需要接的线全接上,只连成最基本的系统,运行良好后,再逐步连接4)一定要搞清楚接地方法,还是采用浮空不接5)开始运行的半小时内要密切观察电机的状态,如运动是否正常,声音和温升情况,发现问题立即停机调整7,步进电机启动运行时,有时动一下就不动了或原地来回动,运行时有时还会失步,是什么问题?一般要考虑以下方面作检查1)电机力矩是否足够大,能否带动负载,因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机,因为步进电机不能过负载运行,哪怕是瞬间,都会造成失步,严重时停转或不规则原地反复动2)上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大(一般要10mA),以使光耦稳定导通,输入的频率是否过高,导致接收不到,如果上位控制器的输出电路是CMOS电路,则也要选用CMOS输入型的驱动器3)启动频率是否太高,在启动程序上是否设置了加速过程,最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率,哪怕加速时间很短,否则可能就不稳定,甚至处于惰态4)电机未固定好时,有时会出现此状况,则属于正常因为,实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态电机必须固定好5)对于5相电机来说,相位接错,电机也不能工作一般要考虑以下方面作检查1)电机力矩是否足够大,能否带动负载,因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机,因为步进电机不能过负载运行,哪怕是瞬间,都会造成失步,严重时停转或不规则原地反复动2)上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大(一般要10mA),以使光耦稳定导通,输入的频率是否过高,导致接收不到,如果上位控制器的输出电路是CMOS电路,则也要选用CMOS输入型的驱动器3)启动频率是否太高,在启动程序上是否设置了加速过程,最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率,哪怕加速时间很短,否则可能就不稳定,甚至处于惰态4)电机未固定好时,有时会出现此状况,则属于正常因为,实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态电机必须固定好5)对于5相电机来说,相位接错,电机也不能工作8,我想通过通讯方式直接控制伺服电机,可以吗?可以的,也比较方便,只是速度问题,用于对响应速度要求不太高的应用如果要求快速的响应控制参数,最好用伺服运动控制卡,一般它上面有DSP和高速度的逻辑处理电路,以实现高速高精度的运动控制如S加速、多轴插补等可以的,也比较方便,只是速度问题,用于对响应速度要求不太高的应用如果要求快速的响应控制参数,最好用伺服运动控制卡,一般它上面有DSP和高速度的逻辑处理电路,以实现高速高精度的运动控制如S加速、多轴插补等9,用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好?一般最好不要,特别是大力矩电机,除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源因为,电机工作时是大电感型负载,会对电源端形成瞬间的高压而开关电源的过载性能不好,会保护关断,且其精密的稳压性能又不需要,有时可能造成开关电源和驱动器的损坏可以用常规的环形或R型变压器变压的直流电源10,我想用±10V或4~20mA的直流电压来控制步进电机,可以吗?可以,但需要另外的转换模块11,我有一个的伺服电机带编码器反馈,可否用只带测速机口的伺服驱动器控制?可以,需要配一个编码器转测速机信号模块 12,伺服电机的码盘部分可以拆开吗?禁止拆开,因为码盘内的石英片很容易破裂,且进入灰尘后,寿命和精度都将无法保证,需要专业人员检修禁止拆开,因为码盘内的石英片很容易破裂,且进入灰尘后,寿命和精度都将无法保证,需要专业人员检修13,步进和伺服电机可以拆开检修或改装吗?不要,最好让厂家去做,拆开后没有专业设备很难安装回原样,电机的转定子间的间隙无法保证磁钢材料的性能被破坏,甚至造成失磁,电机力矩大大下降14,几台伺服电机可以作同步运行吗?15,伺服控制器能够感知外部负载的变化吗?如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进16,可以将国产的驱动器或电机和国外优质的电机或驱动器配用吗?原则上是可以的,但要搞清楚电机的技术参数后才能配用,否则会大大降低应有的效果,甚至影响长期运行和寿命最好向供应商咨询后再决定17,使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗正常来说这不是问题,只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行因为电机速度与电机线电压成正比,因此选择某种电源电压不会引起过速,但可能发生驱动器等故障此外必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求,而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流正常来说这不是问题,只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行因为电机速度与电机线电压成正比,因此选择某种电源电压不会引起过速,但可能发生驱动器等故障此外必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求,而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流事实上,如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话低于额定电压,这是很好的以较低的电压因此比较低的速度运行会使得电刷运转反弹较少,而且电刷/换向器磨损较小,比较低的电流消耗和比较长的电机寿命另一方面,如果电机大小的限制和性能的要求需要额外的转矩及速度,过度驱动电机也是可以的,但会牺牲产品的使用寿命。