步进电机控制器与伺服电机控制器的区别

伺服与控制

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描述

要了解两者的区别,我们需要先对每一个对象都要深入了解一 下。 首先了解一下工作原理, 步进电机的工作原理是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步-一步运行的。可以通过控制发出脉冲个数来控制角位移量,从而达到控制位移的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。而伺服电机内部的转 子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的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,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的分辨率。

第一,步进电机和伺服电机的控制方式不同,步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的,一个脉冲对应一个步距角,但是没有反馈信号,电机不知道具体走到了什么位置,位置精度不够高。 伺服电机也是通过控制脉冲个数,伺服电机每旋转一 个角度,都会发出对应数量的脉冲,同时驱动器也会接收到反馈回来的信号,和伺服电机接受的脉冲形成比较,这样系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。

第二, 过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以皮尔磁交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额转矩的3倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在某些工作场合就不能用步进电机工作了。

第三, 速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转) 需要200 ~ 400ms。交流伺服系统的加速性能较好,以皮尔磁交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000 r/min。仅需几ms,可用于要求快速启停并且位置精度要求较高的控制场台。

步进电机和伺服电机是工控领域应用最广泛的两类产品,而它们的核心分别是步进电机控制器与伺服电机控制器。

一、工作原理的不同

步进电机控制器:它是一种能够发出均匀脉冲信号的电子产品,它发出的信号进入步进电机驱动器后,会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号,带动步进电机运转。步进电机控制器能够准确的控制步进电机转过每一个角度。驱动器所接收的是脉冲信号,每收到一个脉冲,驱动器会给电机一个脉冲使电机转过一个固定的角度,就因为这个特点,步进电机才会被广泛的应用到现在的各个行业里。

伺服电机

伺服电机控制器:它是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。

二、组成也不一样

1、步进电机控制器的三大威廉希尔官方网站

电机驱动威廉希尔官方网站 :在H桥威廉希尔官方网站 的基础上设计步进电机驱动威廉希尔官方网站 。采用分立元件MOS管搭建双H桥驱动威廉希尔官方网站 是成熟的电机控制方案,威廉希尔官方网站 不复杂,根据MOS管的不同工作电流的上限甚至可以高达数十安培,是理想的步进电机驱动器方案。

电机参数测量威廉希尔官方网站 :电机电流采样电阻选用康铜电阻,一端连接H桥下方,另一端接GND。电压电流信号调理威廉希尔官方网站 采用LM324运放搭建,电压跟随后送入MCU,由MCU内置10Bit A/D转换器进行A/D采样。机壳温度监测选用数字温芯片DS18B20,将其贴至电机外壳表面,实时监测温度参数并送入MCU。

电源及MCU控制威廉希尔官方网站 :系统中的驱动威廉希尔官方网站 用输入电压供电,MCU和蓝牙模块需要额外的3.3V电压供电,传统的线性稳压器效率低、尺寸大且发热严重,因此使用DC—DC开关电源方式提供3.3V电压,保证器件的正常工作。

2、伺服电机控制器的威廉希尔官方网站 组成

电机整流威廉希尔官方网站 :整流单元主要的拓扑威廉希尔官方网站 是三相全桥不控整流威廉希尔官方网站 ,实质是一组共阴极与一组共阳极的三相半波可控整流威廉希尔官方网站 的串联,习惯将其中阴极连接在一起的三个晶间管称为共阴极组;阳极连接在一起的三个晶闸管称为共阳极组。

功率驱动威廉希尔官方网站 :功率驱动单元一般采用智能功率模块,通过三相全桥整流威廉希尔官方网站 对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流。功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件,主要由整流桥、可控硅、电解电容、IGBT等器件组成。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。

电机控制威廉希尔官方网站 :主威廉希尔官方网站 采用数字信号处理器作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,进行智能控制。

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