常有人會問步進電機、伺服電機和舵機有什么區別?
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件,是一種感應電機。伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,HSD伺服電機,是一種補助馬達間接變速裝置。所謂舵機,其實就是個低端的伺服電機系統,它也是最常見的伺服電機系統。最近,在網上看到了一個很形象的比喻和一個很通俗易懂的應用案例,可以很好的解釋步進電機、伺服電機和舵機有什么區別,分享出來,相信大家一看就能明白。
如果你沒有使用別人的通訊系統,你要先設計硬件通訊系統,然后設計制定通訊協議,其中包括:主動通訊和競爭處理、主動通訊數據格式、冗余方法;從動通訊和競爭處理、從動通訊數據格式、應答處理等問題。最后才是編程。
圖:伺服電機
1.形象比喻
知乎網友花生給了一個很形象的比方,將電動系統比作機械系統。
定子就是主動輪,轉子就是從動輪,電磁力就是傳動媒介。(實際上應該說是定子磁鏈和轉子磁鏈),伺服電機是幾級電機。
伺服電機(舵機)的媒介就像一個皮帶,簡單粗暴,連續性好,但起動和重載時會打滑(轉速差或失步),所以轉速信號需要一個傳感器來計量;
伺服在控制里面,是“servo”的音譯,是外來詞。我個人認為中文讀音“si fu”更準確。權威的書應該在伺服控制類的書籍可以找到。
步進電機的媒介就像一個鏈條,因為齒和齒嚙合的很好,伺服電機和異步電機的區別,穩定運行不打滑,不用傳感器亦可以通過計算得到位置信號。
那么他們的區別是什么呢,除了結構,其實并沒有什么區別,只是因應用場景不同而不同,在需要高速大轉矩運行的場合,用伺服,其余的可以考慮步進。
你問為啥?顯然鏈條都摩擦掉了(無功)。
就像你要趕路的時候要跑,要測距的時候要走,那走和跑真的有區別么。
圖:步進電機
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2.更淺顯的例子說明
“伺服馬達”的通常讀作:cì fú mǎ dá
如果伺服電機使用的是絕對編碼器,或者有絕對功能,且伺服驅動器中有對外位置輸出功能就可以使用PLC讀取,但是PLC必須有接受位置通信的功能接口,比如通信模塊,或者高速I/O口。
知乎網友臧風則用了一個更為淺顯的例子來回答步進電機、伺服電機和舵機的區別。
一個公司里有兩名優秀員工,分別為寶馬和拖拉機!寶馬車上還搭載了純現代化通訊裝備,拖拉機上沒有任何通訊設備!
任務一:距離100公里需要1小時送達一份文件。
誰去?當然是寶馬先生了!因為高大上的寶馬同學速度快!一路飛奔不用說,關鍵是路上通過先進的通訊設備回傳回來了無數路況信息,領導坐在辦公室里隨時掌握了所信息。文件安全送達之后還及時回來報告!
任務二:草場上灑水,要求五小時灑完OK。
什么?5小時?快點行嗎?還真不行!快了水灑不均勻。那好吧!誰去?還是寶馬兄?這活還用的著高大上嗎!拖拉機同學該他了,領了任務后勤勞無怨的干完后就自己回家了。任務全程無請示無匯報!時間長了領導還得自己去看看拖拉機同學,防止他遇到困難。個別情況因為氣候環境等因素,伺服電機工作原理,路況車況出現問題拖拉機同學因無通訊設備無法及時匯報,可能會耽誤任務完成。
事實就如此,各干各活!各回各家!生活當中肯定不會有用寶馬車當灑水車!可電機使用當中,有不少朋友們因為對它們性能區別不是特別了解,經常會發生伺服電機去干步進電機任務的。
伺服電機斷是能如何讀取位置?通常,可以使用反饋裝置(如編碼器)來讀取伺服電機的位置。編碼器可以通過檢測電機轉子的角度變化,來計算出電機的位置。
讀[sì],是伺服電機(servo motor )的音譯字。圖片截自《百度百科》
“伺服”—詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具,服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前,轉子靜止不動;訊號來到之后,轉子立即轉動;當訊號消失,轉子能即時自行停轉。
圖:舵機
步進電機和伺服電機在選型使用上最大的區別是:
1.轉速要求不同。步進適合低轉速場合,轉速調整范圍較小的場合。伺服電機可控轉速較大的場合。
“伺服馬達”的通常讀作:cì fú mǎ dá
1、如果你是通過PLC的模擬量輸出控制電機,就需要把伺服放大器上的模擬量信號接回到PLC模擬量輸入端口,通過AD模塊轉換成數字量從而得出伺服電機扭矩值。2、如果PLC通過總線方式控制電機。
2.可控可靠性不同。因為伺服電機有反饋信號,因此在控制系統里里,可以實現高可靠性控制。
3.輸出轉矩要求不同。目前國外和國內,步進電機最大系列為130框。最大輸出靜轉矩為50牛.米。伺服電機可以有180框以上,60牛.米以上的輸出轉矩可選。
糾正幾個方面認識上的誤區:
一:步進電機精度比伺服電機低。實際上控制精度夠則可!精度高低是相對的。
伺服電機編碼器反饋信號反饋到驅動器,驅動器有接上位機也就是PLC到接口,plc就可以讀取編碼器到數據了
二:步進電機和伺服電機同功率的情況下,步進電機扭矩小。步進電機輸出扭矩與工作轉速有關系。伺服電機則為恒扭矩。以750W步進與交流伺服電機為例,低速情況下,步進輸出的扭矩是伺服的幾倍甚至十幾倍!
三.步進電機用在低精度場合!
錯!!!步進電機也可以用在好多高精度場合,步進電機使用遠遠不止答主上列的幾項。無論從哪個方面講伺服電機也不可能把步進電機淘汰掉。未來相當長的時間里,這兩種電機都會平行存在。
四:伺服電機與伺服系統!
電機是電機,系統是系統。簡單的講,伺服電機就是把一個電機加上了反饋控制信號,伺服電機用在哪些地方,就是成了伺服電機。給直流電機上加就是直流伺服電機,給交流電機上加就是交流伺服電機!要是分類的話伺服電機應該隸屬直流和交流電機類別目錄下!
很有意思的是,知乎上點贊最多的冷哲的回復和臧風強調的認識上的誤區有一定矛盾:
其實伺服電機是這么一種電機,它主要用于比較精準的位置、速度或力矩輸出。準確地說,伺服電機不是說一個電機,而是一個系統。所以僅僅一臺電機都不能算是伺服電機,因為他們并不具備伺服電機的功能。伺服電機是一個電機系統,它包含電機、傳感器和控制器。直流無刷電機可以是伺服電機里面的一部分,housine伺服電機,交流電機也可以是,但他們并不是伺服電機。作為一個系統,伺服怎么讀拼音,它可以有減速齒輪,也可以沒有,伺服電機翻譯。
電機是個很常見的東西,但是認清所有的電機原理,什么場合選擇何種類型的電機,這些都不是件容易的事。
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