与伺服系统相比,步进电机具有几个主要优点。它们通常成本较低,具有通用的NEMA安装,提供较低的扭矩选择,需要较低成本的布线,并且其开环运动控制组件使机器集成简化并为最终用户提供易用性。
扭矩和速度考虑因素
在大多数情况下,是否使用步进器或伺服器的问题由应用决定。步进器的尺寸通常是其连续要求的两倍,以获得额外的加速和/或减速扭矩能力或所需的峰值扭矩。
相比之下,伺服电机的尺寸通常适用于特定的应用速度和扭矩,以实现最大间歇加速/减速,保持扭矩(如果适用)以及对整个运动曲线的连续RMS要求。
通常,如果应用需要高吞吐量,高速度和高带宽的干扰校正和/或高转速能力,无论轴之间是否有紧密协调,伺服电机都是最佳选择。如果点对点位置性能和转速要求适中,(作为过程负载和预期干扰的函数)步进器可能是更好的选择。此外,当负载在合理范围内时,步进器保持位置的能力(使用保持扭矩和动力和没有动力的制动扭矩)可能是一个优势。
速度 - 扭矩曲线突出了相同体积的步进电机和交流永磁(PM)伺服电机之间的差异(图A)。步进器通常在比伺服电机低的速度下产生更高的连续扭矩。然而,伺服电机在相同的低速范围内产生间歇峰值扭矩,并在更宽的速度范围内产生峰值和连续扭矩。
用于调整和设置的自动机床轴以及用于检查的视频轴是步进系统良好应用的应用。步进器特别适用于这些类型的轴,因为它们更容易设计到控制系统中,并且在初始设置时更便宜。当用于给定设置的轴可以锁定到位时,它们的操作成本较低(例如,可选的ON / OFF降低功率模式)。此外,正确应用时,由于简单的开环控制,步进器不易发生故障,这只需要绕组与驱动器匹配,而不需要闭环反馈电路所需的电机驱动器机构调整系统。