小型步进电机和伺服电机驱动选型速成

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  • 2025年04月13日
  • 导语:本文旨在为设备制造商相关人员,如项目经理、机械设计工程师、电气工程师以及软件运动控制工程师,提供步进电机和伺服电机(永磁同步交流伺服电机)的特点、优缺点介绍,以及选用方法及周边配套设施的选配和主要应用经验。 概述: 步进和伺服电机的各自特点、优缺点介绍 1.1 两种电机在点位控制或调速应用的介绍 步进与伺服电机会用于精确定位场合,但也可用于调速应用。步进系统因效率较低,一般不作为动力使用

小型步进电机和伺服电机驱动选型速成

导语:本文旨在为设备制造商相关人员,如项目经理、机械设计工程师、电气工程师以及软件运动控制工程师,提供步进电机和伺服电机(永磁同步交流伺服电机)的特点、优缺点介绍,以及选用方法及周边配套设施的选配和主要应用经验。

概述:

步进和伺服电机的各自特点、优缺点介绍

1.1 两种电机在点位控制或调速应用的介绍

步进与伺服电机会用于精确定位场合,但也可用于调速应用。步进系统因效率较低,一般不作为动力使用;存在一定转矩脉动,不推荐用于转矩控制。相对之下,伺服系统则可以进行转矩控制,还可考虑取代变频驱动当作动力使用。

步进做调速时,通常采用脉冲指令来改变脉冲频率以实现调速。相比变频器调速,它有优势如低速力矩大且易于控制启停,加减速度时间短(在合适条件下,可达百毫秒级),但运行噪音较大。

伺服做调速时同样具有加减速度快的优势,可以达到几十个毫秒即可达到预期速度,其调速范围更宽。在进行转矩与调速操作时,建议使用模拟量信号。

电机选型及应用经验

2.1 电机驱动选型方法

设备制造商在选择电子元件时应考虑以下因素:

使用环境及其防护等级要求;

机械规格,如负载、刚性等参数;

确定动作参数:转数、行程长度、加减速度时间周期以及精度要求;

计算负载惯量并选择合适的惯量;

计算所需转矩值;

确定最高允许工作转数以满足需求。

应用经验分享

驱动器配置注意事项

软件编程最佳实践

上位计算硬件接口设置指导

其他参考资料:

图一 驱动器控制信号接线图注释:

脉冲方向信号端原理图说明了如何确保驱动器输入信号符合其规范,并且要考虑上位系统输出类型,以便正确连接回路。

NPN输出示例详细解释了完成回路所需的一致性,在不同类型输出中保持完整开关状态。

当输入不是标准5V而需要限制流入至限流阻抗时,每个方向/脉冲通道应独立设立限流阻抗而不能共享一个。

4 图二 控制曲线规划示意图注释:

软件工程师应该根据每个轴的运动需求规划曲线,并了解每次移动中的时间长度和距离,以及初、中、高速度设置。此类设计旨在高效地执行任务并取得最佳效果。梯形加减促使用户了解如何创建一个良好的运动路径,并见图二及其解释说明具体过程。

5 图三 加减促运动曲线公式推导

文章末尾附带若干表格或图片,以辅助理解复杂概念,并为读者提供实际操作指南。此外,为那些非传统上位处理单元(如PLC)用户提供特别指导,以确保他们能够成功集成这些组件到自己的系统中。如果可能的话,请加入一些关于未来的发展趋势或者新技术更新,这将使文章更加全面,也能吸引更多潜在读者阅读此文档。

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