交流異步電機和交流伺服電機的區別
交流異步電機和交流伺服電機在工業領域是大家比較常見的,同樣都是電機,功能卻有很大不同,交流異步電機和交流伺服電機的區別具體有哪些,下面我們先簡單對比一下。
1 .在用途上:交流異步電機用于機械拖動;三菱交流伺服電機在自動控制系統中的作用是將電信號轉換為軸上的角度位移或角速度。
2.在結構上:a.交流異步電機的定子繞組為均布,交流伺服電機的定子繞組多制成兩相兩相繞組在空間相差90度電角度(單項異步電機為:180度)
b. 交流伺服電機的轉子有籠型和非磁性杯形兩種:籠型轉子的結構與一般籠型異步電機轉子相同。非磁性杯形轉子與杯形轉子異步測速電機轉子相似。
3.工作原理: 異步電機::繞組通電產生磁場,轉子受感應磁場旋轉。
三菱交流伺服電機:控制繞組加入電信號,電機旋轉,改變加在控制繞組上的電壓的大小,就破壞了對稱狀態,電機轉速迅速下降,除去信號電壓,電機立即停止,從而實現由電信號到軸上的角度位移或角速度的轉變。
接下來我們再詳細從幾個方面,介紹交流異步電機和交流伺服電機的區別。步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。三菱公司生產的電機在國內外口碑都很好,很多用戶都選用三菱伺服電機,但現在市場上賣家太多,我們很多買家分不清哪家是正規公司。我們想要買到正品三菱伺服電機,最好選擇三菱代理商購買,這樣品質和售后都會有保障。現就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、 1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例,對于帶標準2500線編碼器的電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
二、低頻特性不同
步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。
交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統調整。
三、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以三菱交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。
五、運行性能不同
步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象,控制性能更為可靠。
六、速度響應性能不同
前面從幾方面介紹了交流異步電機和交流伺服電機的區別,下面我們再來對比下它們的速度響應性能。步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好,以三菱伺服電機 400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
綜上所述,交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機
直線異步電動機的結構主要包括定子、動子和直線運動的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內定子和動子之間具有良好的電磁場耦合,定子和動子的鐵心長度不等。定子可制成短定子和長定子兩種形式。由于長定子結構成本高、運行費用高,所以很少采用。直線電動機與旋轉磁場一樣,定子鐵心也是由硅鋼片疊成,表面開有齒槽;槽中嵌有三相、兩相或單相繞組;單相直線異步電動機可制成罩極式,也可通過電容移相。直線異步電動機的動子有三種形式:
(1)磁性動子 動子是由導磁材料制成(鋼板),既起磁路作用,又作為籠型動子起導電作用。
(2)非磁性動子 ,動子是由非磁性材料(銅)制成,主要起導電作用,這種形式電動機的氣隙較大,勵磁電流及損耗大。
(3)動子導磁材料表面覆蓋一層導電材料,導磁材料只作為磁路導磁作用;覆蓋導電材料作籠型繞組。
相信從以上六點介紹了交流異步電機和交流伺服電機的區別,大家腦海會有比較深的印象了。以后在工作中如果遇到要選擇這兩種電機時,也能輕而易舉做出選擇。