许多用户熟悉伺服电机系统的运动控制,但较新的高总线电压步进电机系统可以是一个更好的选择,为许多应用。运动控制通常需要执行精确的位置、速度和/或加速度轮廓。几种类型的电机可涵盖各种应用(图1)。

对于许多运动控制应用,伺服电机系统被认为是最好的高性能解决方案。伺服系统执行闭环控制使用编码器集成到电机,允许控制器感知电机是如何运动的,因此提供准确的位置,速度和加速度运动。机器人和高速机械的许多方面都采用伺服控制和协调;然而,伺服系统需要特定的控制器、驱动器和电机的组合。设计、硬件、安装和配置成本相应较高。

步进电机系统在运动控制能力和经济方面处于中间位置。它们提供比交流感应和直流电机更高的精度,而且实现步进系统的成本远低于伺服系统。标准步进系统作为开环运行,没有任何电机传感器,但添加传感器并将步进系统作为闭环运行是可能的,而且越来越普遍。步进电机可以是最好的价格/性能适合许多应用;然而,步进电机确实有一些限制,所以了解他们的好处和限制是重要的。

步进电机的操作与快速脉冲,命令电机移动非常快在小步骤。基本步进电机可能只有200步每360度电机转,但微步驱动允许高达50,000步每转。每转更高的步数通常等同于更平滑的马达运动。

步进电机可在一个广泛的尺寸,但不像其他电机,他们没有过载能力。因此,一个很好的经验法则是大小,因此负载仅使用可用电机扭矩的50%。此外,步进器的可用扭矩随着速度的增加而下降。

标准步进系统采用直流电压输入(通常在70伏或更低)供电,引入了速度和力的限制。较新的高母线电压步进电源与交流电压输入(120或240v),导致160 VDC或340 VDC母线水平更大的扭矩在更高的速度。因此,高总线电压版本的步进系统可以应用于更多的应用-有时作为昂贵的伺服系统的替代(图2)。

图2。AutomationDirect提供传统直流步进系统(顶部)和高母线电压步进系统(底部),由于提高了速度和扭矩能力,在更多的应用中工作。(图片:AutomationDirect)

由于大多数步进器是开环操作的,用户将需要包括将电机定位到已知位置的编程规定,并定期执行位置验证,以确认电机没有停止或失去同步。

步进电机系统可以是低力应用的最佳运动控制选择,可能只有25%的成本的伺服系统。最新的高母线电压步进系统提供更好的扭矩,使步进适合更多的应用。

这篇文章是由Joe Kimbrell写的,他是AutomationDirect运动控制产品的产品经理。欲了解更多信息,请访问在这里


yabovip16.com科技简报》杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年6月号yabovip16.com杂志。

阅读更多来自档案馆的文章在这里