步进电机和伺服电机的比较最全word资料Word文档下载推荐.docx
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步进电机所需的供电电源（所需电压由驱动器参数给出,一个脉冲发生器（现在多半是用板块,一个步进电机,一个驱动器（驱动器设定步距角角度,如设定步距角为0.45°
这时,给一个脉冲,电机走0.45°
;
其工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲:
信号脉冲和方向脉冲。
伺服电机所需的供电电源是一个开关（继电器开关或继电器板卡,一个伺服电机;
其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。
2.3低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正
常运转非常不利。
当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
交流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。
2.4矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600r/min。
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速（一般为2000或3000r/min以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。
2.5过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。
交流伺服电机具有较强的过载能力。
以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。
其最大转矩为额
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定转矩的3倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。
步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。
2.6速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转需要200~400ms。
交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000r/min。
仅需几ms,可用于要求快速启停的控制场合。
3步进电机和伺服电机在造型时的比较
3.1步进电机在造型时的要点
3.1.1选择保持转矩
保持转矩也叫静力矩,是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。
由于步进电机低速运转时的力矩接近保持转矩,而步进电机的力矩随着速度的增大而快速衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以说保持转矩是衡量步进电机负载能力最重要的参数之一。
3.1.2选择相数
两相步进电机成本低,步距角最少1.8度,低速时的震动较大,高速时力矩下降快,适用于高速且对精度和平稳性要求不高的场合;
三相步进电机步距角最少1.5度,振动比两相步进电机小,低速性能好于两相步进电机,最高速度比两相步进电机高百分之30至50,适用于高速且对精度和平稳性要求较高的场合;
5相步进电机步距角更小,低速性能好于3相步进电机,但成本偏高,适用于中低速段且对精度和平稳性要求较高的场合。
3.1.3选择电机
应遵循先选电机后选驱动器原则,先明确负载特性,再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线,找到与负载特性最匹配的步进电机;
精度要求高时,应采用机械减速装置,以使电机工作在效率最高、噪音最低的状态;
避免使电机工作在振动区,如若必须则通过改变电压、电流或增加阻尼的方法解决;
电源电压方面,建议57电机采用直流24V~36V、86电机采用直流46V、110电机采用高于直流80V;
大转动惯量负载应选择机座号较大的电机;
大惯量负载、工作转速较高时,电机而应采用逐渐升频提速,以防止电机失步、减少噪音、提高停转时的定位精度;
鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下,超出此力矩范围,且运转速度大于1000r/min时,即应考虑选择伺服电机。
3.1.4选择驱动器和细分数
最好不选择整步状态,因为整步状态时振动较大;
尽量选择小电流、大电感、低电压的驱动器;
配用大于工作电流的驱动器、在需要低振动或高精度时配用细分型驱动器、对于大转矩电机配用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能;
在电机实际使用转速通常较高且对精度和平稳性要求不高的场合,不必选择高细分数驱动器,以便节约成本;
在电机实际使用转速通常很低的条件下,应选用较大细分数,以确保运转平滑,减少振动和噪音;
总之,在选择细分数时,应综合考虑电机的实际运转速度、负载力矩范围、减速器设置情况、精度要求、振动和噪音要求等。
3.2伺服电机在造型时的要点
3.2.1负载/电机惯量比
正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能前提,此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,伺服系统参数的高速跟惯量比有很大关系,若负载电机惯量比过大,伺服参数调整越趋边缘化,也越难高速,振动抑制能力也越差,所以控制易变得不稳定;
在没有自适应调整的情况下,伺服系统的默认参数在1~3倍负载电机惯量比下,系统会达到最佳工作状态,这样,就有了负载电机惯量比的问题,也就是我们一般所说的惯量匹配,如果电机惯量和负载惯量不匹配,就会出现电机惯量和负载惯量之间动量传递时发生较大的冲击。
3.2.2选择转速
电机选择首先应依据机械系统的快速行程速度来计算,快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内,并应在接近电机的额定转速的范围使用,以有效利用伺服电机的功率;
额定转速、最大转速、允许瞬间转速之间的关系为:
允许瞬间转速>
最大转速>
额定转速。
伺服电机工作在最低转速和额定转速之间时为恒转矩调速,工作在额定转速和最大转速之间时为恒功率调速;
在运行过程中,恒转矩范围内在转矩是负载的转矩决定;
恒功率范围内的功率是负载的功率决定;
恒功率调速是指电机低速时输出转矩大,高速时输出转矩小,即输出功率是恒定的;
恒转矩调速是指电机高速、低速输出转矩一样大,即高速时输出功率大,低速时输出功率小。
3.2.3选择转矩
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伺服电机的额定转矩必须满足实际需要,但是不需要留有过多的余量,因为一般情况下,其最大转矩为额定转矩的3倍。
需要注意的是,连续工作的负载转矩≤伺服电机的额定转矩,机械系统所需要的最大转矩<
伺服电机输出的最大转矩。
在进行机械方面的校核时,可能还要考虑负载的机械特性类型,负载的机械特性类型一般有:
恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载、直线负载、混合负载。
3.2.4短时间特性（加减速转矩
伺服电机除连续区域外,还有短时间内的运转特性如电机加减速,用最大转矩表示;
即使容量相同,最大转矩也会因各电机而有所不同。
最大转矩影响驱动电机的加速时间常数,使用公式估算线性加速时间常数,根据该公式确定所需的电机最大转矩,选定电机容量。
3.2.5连续特性（连续实效负载转矩
对要求频繁起动、制动的数控机床,为避免电机过热,必须检查它在一个周期内电机转矩的圴方根值,并使它小于电机连续额定转矩,其具体计算可参考其它文献。
在选择的过程中依次计算此5要素确定电机型号,如果其中一个条件不满足应采取适当的措施,如变更电机系列或提高电机容量等。
4步进电机和伺服电机的应用
步进电动机及其驱动器构成伺服驱动单元,它与微型计算机可构成开环点位控制、连续轨迹控制甚至半闭环控制等。
经济型数控机床以微型计算机为控制核心,ISO数控标准代码编程,用软件实现数控装置全部功能,采用大功率步进电动机直接驱动机床工作台,组成了全数字化开环数控装置。
伺服电机广泛应用于对精度有较高要求的机械设备,如印刷设备、机床和CNC数控设备、装配线和材料夹持自动生产、印刷设备、打浆成纸及网面处理和自动机载系统包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。
5结束语
在了解了步进电机和伺服电机的性能区别和二者在造型时应注意的要点,不难发现伺服电机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,使用步进电机,控制器的设计相对比较容易,易于实现;
选用交流伺服电机来设计控制系统,其成本比选用步进电机高。
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,选用适当的控制电机。
W
渭化3期项目锅炉1次点火成功
2020年9月3日上午,渭化集团公司董事长、委书记钱嘉斌,总经理郭建功,副总经理张小军,以及生产部、3期项目部、动力车间等相关部门负责人、技术人员齐聚3期锅炉中控室。
在现场各专业人员检查确认完成后,9时01分,钱嘉斌董事长下达“开始点火”指令,随即对讲机里相继传来现场监控报告:
“1号燃烧器点火成功”,“2号燃烧器点火成功”,锅炉中控室顿时响起了热烈的掌声。
炉膛火焰平稳燃烧,标志着3期项目动力装置4号锅炉一次点火成功,提前了2天完成了预期计划。
作为省市重点建设工程的3期项目,肩负着渭化跨越式发展的重任。
3期项目动力装置由2台240t/h循环流化床锅炉组成,主要为后续化工装置提供蒸汽动力。
动力装置由华陆工程设计院设计,无锡华光锅炉股份有限责任公司制造,中化第13建设公司建设施工。
自2020年3月28日破土动工至今,历时1年零4个多月建设安装完成。
4号锅炉预计9月5日点火是3期项目指挥部确定的第一个重要节点,对动力试车指挥部是一个巨大挑战。
在公司领导大力支持及生产部等部门的积极配合下,动力车间提早介入,在保证1、2期装置生产安全稳定运行的同时,克服人员紧张、交叉作业等诸多困难,做好点火前各项准备工作。
一是与3期项目部及机、电、仪、化各专业人员一起以强烈的主人翁意识、饱满的工作热情和高度的责任感奋战在工作岗位上,穿梭在高达近40m4号锅炉各个系统之间;
二是本着“科学规范”的原则,与调试单位编制了各类试车方案,以一种敢碰硬不服输精神排查影响锅炉点火的各种因素;
三是合理安排、精心组织一线操作人员深入4号锅炉各个系统实践学习,提前熟悉岗位工作,为后期运行夯实技术基础。
经过共同努力,装置先后完成了锅炉化洗、烘炉、冷态调试及分部试运等各个节点,提前完成了锅炉冷态试车工作。
动力装置4号锅炉的提前点火成功,为按期实现3期项目年底前化工投料打下了坚实的基础。
目前,锅炉运行平稳,各项工艺指标运行正常,后续的管线吹扫等各项工作均按预先方案顺利进行。
（焦志波
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步进电机和交流伺服电机性能比较
步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号,但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机和交流伺服电机性能比较c。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°
、1.8°
五相混合式步进电机步距角一般为0.72°
、0.36°
。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°
德国百格拉公司（BERGERLAHR生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°
、0.9°
、0.72°
、0.18°
、0.09°
、0.072°
、0.036°
兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°
/10000=0.036°
对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°
/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°
的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。
四、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。
其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。
五、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出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。
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。
六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转需要200~400毫秒。
交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,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。
写这个帖子的人,是卖交流伺服电机的吧?
内容基本正确,但是,不全面。
楼主用于对比的几个部分,有些是可以从另外一个角度来看的。
1、控制精度不同显然,楼主不知道步进电机驱动器有"
细分"
的概念。
两相步进电机的步进角是1.8度没错,但是,现在64细分的驱动器也很常见了。
注意,这个时候,电机是
200*64=12800个脉冲转一圈。
而市面上常见的交流伺服,编码器不过是2048或者2500线的。
当然,有17位编码器的电机,不过,步进驱动器也有256细分的。
从分辨率而言,交流伺服还是要高一些,但是远没有楼主所写得那么夸张。
而且,既然是说控制精度,那么,用过伺服的人都应该知道,伺服的动态重现性是分辨率的多少倍。
就常规设计而言,选型时,要把重现性指标乘以5作为伺服反馈的分辨率。
这样,伺服的控制精度真的比伺服好吗?
2、低频特性不同当步进电机细分数达到32以上时,基本就没有低频振动的问题了。
而伺服想保持一个准确、稳定的低速,用过的人应该知道参数有多难调（只要速度、不要位置的话,还好做一点
3、频矩特性不同对于转矩,需要补充一点,伺服本身是没有保持力矩的,而步进电机有保持力矩。
区别在于,伺服电机的所谓静止,实际上是一个动平衡的过程,电机不会真的停在指定位置上（所以交流伺服的重现性要定到反馈分辨率的3-5倍,而步进电机重现性可以比分辨率更高。
4、过载能力不同这个没有什么可说的,不过对于力矩浪费的说法,还是有点意见。
很多步进驱动器提供了半流功能,在不需要全力矩输出的时候,可以降低电流,减小力矩。
5、运行性能不同丢步确实是步进电机的致命缺陷,但是,伺服就可以不考虑加减速的曲线吗?
你真给一个阶跃信号试试,电机会有多大的抖动。
不过抖归抖,最终还是会停在正确的位置上,这确实比步进强。
如果是定位控制,这个抖动无所谓了,如果是过程控制,谁敢这么用?
6、速度响应性能不同因为交流伺服可以有瞬间大扭矩输出,所以加速性能可能比步进强,不过松下加到3000RPM用几毫秒,先试过再来说话好不好?
而且说到响应,那就不能不说交流伺服的本质缺陷——滞后。
一般电机,速度环响应2毫秒,位置环响应则很少看到数据,一般认为是8毫秒。
说到快速起停,伺服总是手其响应频率限制,而步进电机基本不用考虑响应时间的问题。
用步进电机可以很简单的做到一秒起停100次,每次移动20微米,用伺服大家可以试试看。
步进与伺服,无所谓优劣,各有适用场合而已,一般来说,大负载,高速度的应用,不要用步进电机,但低负载、低速度的场合,高细分的步进性能比交流伺服要好。
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motioncontrol2020年04月16日,星期六19:
44回复（1|引用（0加入博采变频器基本参数的调试（转载关键词:
变频器参数调试变频器功能参数很多,一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。
实际应用中,没必要对每一参数都进行设置和调试,多数只要采用出厂设定值即可。
但有些参数由于和实际使用情况有很大关系,且有的还相互关联,因此要根据实际进行设定和调试。
因各类型变频器功能有差异,而相同功能参数的名称也不一致,为叙述方便,本文以富士变频器基本参数名称为例。
由于基本参数是各类型变频器几乎都有的,完全可以做到触类旁通。
关键词:
一加减速时间加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。
通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。
在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求:
将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;
减速时间设定要点是:
防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。
加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;
然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。
二转矩提升又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕
组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。
设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。
如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。
对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
三电子热过载保护本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。
本功能只适用于"
一拖一"
场合,而在"
一拖多"
时,则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值（%=[电动机额定电流（A/变频器额定输出电流（A]×
100%。
四频率限制即变频器输出频率的上、下限幅值。
频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。
在应用中按实际情况设定即可。
此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
五偏置频率有的又叫偏差频率或频率偏差设定。
其用途是当频率由外部模拟信号（电压或电流进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低,如图1。
有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器（如明电舍、三垦还可对偏置极性进行设定。
如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。
六频率设定信号增益此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。
它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压（+10v的不一致问题;
同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时（如10v、5v或20mA,求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;
如外部设定信号为0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz,则将增益信号设定为200%即可。
七转矩限制可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。
它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。
转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。
假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。
在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。
驱动转矩大对起动有利,以设置为80~100%较妥。
制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。
如制动转矩设定为0%,可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。
但在有的负载上,如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。
八加减速模式选择又叫加减速曲线选择。
一般变频器有线性、非线性和S三种曲线,通常大多选择线性曲线;
非线性曲线适用于变转矩负载,如风机等;
S曲线适用于恒转矩负载,其加减速变化较为缓慢。
设定时可根据负载转矩特性,选择相应曲线,但也有例外,笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时,
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