1. 步进电机伺服系统的位移和速度如何控制
1、正向脉冲、反向脉冲。 (正走发正向,反走发反向)
2、脉冲加方向,只接一个脉冲发送端,另外再接一个电平信号控制方向。(正向一个电平位,反向一个电平位)
伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出
2. 步进电机的定位控制
plsy指令,前面发的是速度,后面发的是脉冲,在后面是y点
3. 伺服步进电机基础知识
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机安设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,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,从而达到高速的目的。 伺服电机又称执行电机,在自动控制系统中,用作执行元件,把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。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精度(线数)也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能,它每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应,所以它是闭环控制,步进电机是开环控制。 步进电机和伺服电机的区别在于:
1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。
2、控制方式不同;一个是开环控制,一个是闭环控制。
3、低频特性不同;步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频特性不同;步进电机的输出力矩会随转速升高而下降,交流伺服电机为恒力矩输出,5、过载能力不同;步进电机一般不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。6、运行性能不同;步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。7、速度响应性能不同;步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。 综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机,但是价格比就不一样了。
4. 步进伺服电机的工作原理
伺服电机在控制系统中,被用作执行元件,把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。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精度,也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能,它每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应,所以它是闭环控制。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数,而不受负载变化的影响。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为'步距角'。步进可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,也可以通过控制驱动器脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到高速的目的,所以,步进电机是开环控制。
步进电机和伺服电机的区别:
1、控制精度不同:步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高。
2、控制方式不同:一个是开环控制,一个是闭环控制。
3、低频特性不同:步进电机在低速时易出现低频振动现象,一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,而伺服电机在低速时不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频特性不同:步进电机的输出力矩会随转速升高而下降,交流伺服电机为恒力矩输出。
5、过载能力不同:步进电机不具有过载能力,而交流电机具有较强的过载能力。
6、运行性能不同:步进电机为开环控制,启动频率过高或负载过大易产生丢步或堵转的现象,停止时转速过高则易出现过冲现象。伺服系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
7、速度响应性能不同:步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用合适的控制电机。
5. 伺服电机 步进
1:步进电机和伺服电机都属于脉冲控制驱动型电机,都是通过控制驱动电流来控制。所以步进电机和伺服电机通常在设备上可以同时看到。也可以一起控制。
2:步进电机通常有固定的步距角。有两相,三相,五相等。按产品结构分有永磁式,反应式,混合式。
3:伺服电机通常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精度(线数)。
步进和伺服区别
●具保持力
由于步进电机在激磁状态停止时,具有很大的保持力,因此即使不使用机械式刹车亦可以保持停止位置(具有激磁状态停止时,与电机电流成比例的保持力)。
在停电时步进电机不具有保持力,因此停电时若需有保持力,请使用附电磁刹车机种。
藉由电机的高精度加工,可实现步进电机高精度定位功能。解析度是取决于电机的构造,一般的HYPRID型5相步进电机为1步级0.72°精度是取决于电机的加工精度而定,无负载时的停止精度误差为±3分(±0.05°)。
● 角度控制、速度控制简单
步进电机为与输入的脉波成正比,一次以一步级角运转(0.72度)。
●高转矩,高响应性
步进电机虽然体积小但在低速运转时皆可获得高转矩输出。因此在加速性、响应性、频繁的起动及停止皆可发挥很大的威力。
●高分解能、高精度定位
5相步进电机在
全步级时0.72°(1回转500分割),
半步级时0.36°(1回转1000分割)。
停止定位精度为±3分(±0.05°),
所以并不会有角度累积误差。
●步进电机与AC感应或伺服电机等,有相当大的差异,并具有下列的特征:
‧与输入脉波同期,以步级方式运转。
‧以开回路方式即可完成高精度定位。
‧起动、停止的响应性优越。
‧停止时不会有累积角度误差。
‧因为电机构造简单,所以保养容易。
‧要驱动步进电机必须要有控制器,只需向驱动器输入脉波即可简单的以开回路方式进行高精度定位控制。
●高信赖性(闭回路)
AC伺服电机由电机与编码器、驱动器三部分构成,驱动器的作用是将输入脉波与编码器的位置、速度情报进行比较后来对驱动电流进行控制。由于AC伺服电机可以透过编码器的位置、速度情报随时检出电机的运转状态,因此,即使是在电机停止时也会向控制器输出警示信号,所以能随时检出电机的异常情况。
伺服电机的长处
‧能获得定位结束信号。
‧发生过负载等异常情况时,因会输出警示信号,所以能在设备发生异常时报警。
‧因能依据负载状态来控制电流,所以效率高、电机发热程度低。
‧系在X轴运转完毕后再进行Y轴运转的驱动模式。此种情况下,因能输出X轴运转完毕的信号(END),所以非常方便。
‧假如X轴发生异常停止时,有可能会影响到其他机构。但因为会输出通知异常情况的警示信号,所以非常方便。
●高速‧高转矩
步进电机的特性为在低速领域时能输出大转矩,但在高速领域时则转矩会逐渐下降。
AC伺服电机与步进电机相比,即使在高速领域亦能获得稳定的高转矩。所以,按照长行程进行高速移动时适合使用AC伺服电机。
●减速机型
从与一般AC电机相同的分离型简易减速机到高强度、高精度的一体型减速机,一般备有种类丰富的减速机型伺服电机标准产品。
‧大惯性驱动
‧体积大幅度缩小