步进电机与伺服电机(中文).ppt

步进电机与伺服电机
富士電機機器制御株式会社
２００４年７月９日
Stepping motor & servo system
FUJI ELECTRIC FA COMPONENTS & SYSTEMS
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Pulse train
伺服电机与步进电机的使用方法
控制机械：定位控制（Point To Point）
控制方式：脉冲序列
步进电机(stepping motor）
伺服电机（servo system）
脉冲序列　５００　脉冲
脉冲序列　１３１０７２　脉冲
Pulse train
输出轴旋转1周
输出轴旋转1周
５相步进电机（全步）
ＦＡＬＤＩＣ－Ｗ系列（无脉冲补偿）
2
步进电机与伺服电机的命令脉冲
伺服电机
步进电机
位置命令
脉冲序列
脉冲序列
绝缘
光耦合器
光耦合器
输入频率
～１ＭＨｚ　（１０００ｋＨｚ）
～１００ｋＨｚ
输入脉冲序列
差动
集电极开路
Pulse train
Pulse train
１３１０７２　脉冲
５００　脉冲
項目
脉冲形式
・正转脉冲／逆转脉冲
・命令符号／命令脉冲
・正转脉冲／逆转脉冲
・命令符号／命令脉冲
・９０度位相差２信号
机械控制：定位控制（Point To Point）
控制方式：脉冲序列
８１９２　脉冲（出厂值）
3
步进电机与伺服电机的特性区别
步进电机与伺服电机使用场合是相同的，但电机的运行原理不同。该资料不是说明电机性能的好坏。
步进电机的ＮＴ特性
伺服电机的ＮＴ特性
4
步进电机的旋转速度（总的步数）
步进电机的ＮＴ特性
１０ｋＨｚ　＝　１０ ０００　ｐｕｌｓｅ／ｓ
（６０倍１分钟换算）
６００ ０００　ｐｕｌｓｅ／ｍｉｎ
（５００ｐｕｌｓｅ轴旋转1圈）
６００ ０００／５００＝　１２００　ｒ／ｍｉｎ
5
伺服电机的旋转速度
１０ｋＨｚ　＝　１０ ０００　ｐｕｌｓｅ／ｓ
（以６０倍用1分钟来计算）
６００ ０００　ｐｕｌｓｅ／ｍｉｎ
（８１９２ｐｕｌｓｅ轴旋转１圈）
６００ ０００／８１９２＝　７３．２　ｒ／ｍｉｎ
Pulse train
脉冲序列　８１９２　脉冲
输出轴旋转１周
ＦＡＬＤＩＣ－Ｗ系列（初期值）
１０ｋＨｚ　＝　７３．２　ｒ／ｍｉｎ　　　・・・１００　ｋＨｚ　＝　　７３２　ｒ／ｍｉｎ２００　ｋＨｚ　＝　１４６４　ｒ／ｍｉｎ３００　ｋＨｚ　＝　２１９６　ｒ／ｍｉｎ４００　ｋＨｚ　＝　２９２８　ｒ／ｍｉｎ
　　・・・６８３　ｋＨｚ　＝　５０００　ｒ／ｍｉｎ
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伺服电机系统的切换顺序
伺服电机系统因分辨率较高，1个命令脉冲相当于电机的旋转量会很小。
使用伺服系统的性能、但１个脉冲相当于电机的旋转量较大时。
（与伺服放大器对应）
能输出更多的脉冲数。
（与脉冲发生器对应）
命令脉冲1个脉冲相当于电机旋转量较大时,速度会产生波动。
提高了位置的分辩率。也提高了速度的稳定性。
因速度产生了波动,响应无法提高。同时会引起机械的振动。
因速度稳定运行，所以能提高响应。也提高了低速稳定性。
机械的定位精度、高速性、响应性得到了提高。
步进电机与伺服电机的性能有哪些差异呢？
脉冲序列　１３１０７２　脉冲／１周（伺服电机系统的初始值为 ８１９２　脉冲／1周）
　　脉冲序列　　　　５００　脉冲／１周（步进电机）
ＯＫ
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伺服电机系统与步进电机的旋转原理不同之处
步进电机： １步（步角：３６０度／５００　　＝０．７２度（全步））
伺服系统： 连续旋转（分辩率：３６０度／１３１０７２　＝０．００２７５度）
０．７２度
步进电机与伺服电机使用目的是相同的。仅仅是旋转原理不同，所以该资料不是说明电机为目的。
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步进电机与伺服电机规格比较
項目
伺服电机
步进电机
轴分辩率
０．００２７５度（１３１０７２脉冲）
０．７２度　（相当于５００脉冲）
停止时动作
最小分辨率移动
静止
旋转原理
连续旋转
１步
最高旋转速度
５０００ｒ／ｍｉｎ（全容量范围）
因电机的不同而不同
位置命令
脉冲序列
脉冲序列
控制机械
半闭环驱动
开环
功能
电子齿轮（脉冲补偿）　　减振控制
陷波滤波器　　输出分配
微步　　电流下降
步角 切换
输出励磁制动
位置检出器
编码器
无
外观
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（１）额定旋转速度
　 电机连续运行时，尽可能使用额定旋转速度。
（２）容量选定惯量矩
　　 用惯量矩选定机械响应所必须的电机容量。
（３）同步皮带的宽度为宽的好
　 　选择同步皮带时尽可能选宽的为好