步进电动机与交流伺服电动机的性能比较
步进电动机控制系统与交流伺服电动机控制系统各有各自优势,以及不同的适应场合,小李在这说说它们的性能比较。
1、定位的精度不同
以两相混合式步进电动机为例,步距角一般1.8度,如果细分步距角,可以达到0.9度,0.72度,0.36度,0.18度,0.09度等。它的精度取决于细分电流的控制精度。
交流伺服电动机的定位精度取决于伺服电机后端的编码器精度,高精度编码器每转一圈可以发10万个脉冲以上,每个脉冲当量远远小于1.8度,可见其精度远远高于步进电动机控制系统。
2、低频特性不同
两相混合式步进电动机在低速时,易出现振动和噪声,工作速度要避开共振点。
交流伺服电动机运行很平稳,低速时不易出现振动和噪声,工作速度区间范围广。
3、距频特性不同
步进电动机的输出转矩随着转速的升高而降低,在较高转速时,输出转矩急剧下降。
交流伺服电动机在额定转速以内,输出恒定的额定转矩,在额定转速以上,以恒功率运行(这点与变频器相似)。
4、抗过载能力不同
步进电动机一般不具有抗过载能力,选择步进电动机时往往需要选择2倍以上的正常转矩的保持转矩的步进电机。
交流伺服电动机的抗过载能力较强,选型时按额定转矩来选即可。
5、运行性能不同
步进电动机常为开环控制,易出现失步或过冲现象,必须设定较低频率的基底速度,升、降速度时间要调整适当。虽然有的步进伺服电动机也加了编码器,提高了定位精度;加上细分的电流,提高了运行平稳性,但是比交流伺服电动机要低很多。
交流伺服电动机控制系统为位置、速度、电流三个闭环结构,一般不会出现失步或过冲现象,没有必要设置基底速度(为0)。
6、速度响应性能不同
步进电动机从静止加速到工作速度的时间需要200~400ms。
交流伺服电动机从静止加速到工作速度的时间需要几个ms即可,提高了工作效率。
7、效率指标不同
步进电动机的效率较低,一般为60%,温升较高。
交流伺服电动机的效率较高,一般为80%,温升较低。
一分价格一分货,交流伺服电动机控制系统在性能上比步进电动机控制系统要优越,价格相应地也就高。控制要求较高的场合可选择交流伺服电动机控制系统;控制要求不高,步进电动机完全能符合要求的场合,选择步进电动机控制系统,能节约成本