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永磁步进电机与永磁伺服电机的区别

2023-12-05

永磁步进电机与永磁伺服电机的区别


1,本文讨论的步进电机和伺服电机,都是永磁式的交流电机。


永磁式交流电机主要的驱动原理是,转子是永磁铁,而定子是变化的电磁场。通过变化的电磁场来驱动转子转动,也即电机轴转动。简单来说,就是定子磁场转30度,通过磁场力吸引转子磁铁跟着转30度。


永磁步进电机和永磁伺服电机,其本质都是,通过电流的时间-大小的关系,来作用电磁场的时间-方向-大小的关系,进一步影响转子的时间-方向-位移-力矩的关系,后面实现转子按照相应的要求达到指定位置。步进电机是简易的位移定位,而伺服电机是利用电流-时空的积分=速度,速度-时空的积分=位移,位移反馈判断,三个环来获得还不错的过程控制。


科学的发展是一步一步的。科学家从利用固定磁铁定子+直流线圈+换向器的直流电动机实现电动转起来,一步一步发展,能否精准控制电机转到指定位置?然后发明了步进电机,就是给定一个位置,他能达到那个位置。再后来,能否还不错的控制电机转到指定位置的过程,也就是速度?然后发明了伺服电机,就是可以控制电动,多长时间达到多长位移。


从历史上,会发现,科学家发明步进电机和伺服电机的意愿的区别。步进电机是基本实现定位位移,而不需要考虑过程。而伺服电机是实现位移同时要求过程。


由于目标不一样就导致了结果不一样。


1,步进电机。上位机PLC处理电机过程的情况,电机是否到位,速度过程,而驱动器只负责发送脉冲。
2,永磁伺服电机。上位机PLC只告诉驱动器,速度指令和位移指令,而驱动器自己处理电机到位,速度过程。


结果就是,步进电机通过一个目标的吸力,把电机吸到指定位置,做了就完成了,到没到达位置,PLC自己想办法。而伺服电机,整个过程驱动器要不停采样、计算和调整,获得一个还不错的加减速和匀速的过程,到达位置后,告诉PLC到了,然后无制动的随时准备下一个指令。


机械原理的差异,造成了用途上的差异。


1,预置定位的用途,就是动到指定地方,停好。这个用步进电机比伺服电机好。比如磨床的数控进给,玻璃磨边的斜边角度预置,定尺开料的定尺长度预置等等。
2,往复运动的用途,就是位移是变化的。这个用伺服电机好。比如XY轴的同步移动,机器手等等。


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