伺服和高压母线电机高速伺服电机 _小知识

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标准交流感应和直流电机适用于基本速度控制，但步进和伺服系统具有逐步改进定位和精细电机控制的能力。本文图片来源：Automation Direct

作者：Joe Kimbrell

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改进的步进电机系统可以提供比标准变速电机更高的精度，且没有伺服电机的高成本和高复杂性。
”

新的步进电机技术的正在被更多应用场景采用，并且成本比其它方案更低。几乎每个工业机械应用都涉及创建和控制某种类型的运动。当设计人员考虑价格和性能要求时，气动系统可能是一个很好的低成本选择，而液压系统则可以提供更大的推力。不过，最常见的动力仍是某种形式的电动机。

对于工业应用来讲，运动控制不仅仅是指通过旋转电机来产生的运动，通常还涉及到使用某种形式的驱动来精确控制设备元件的位置、速度和加速度。

标准的交流感应电机和直流电机，最适合以定速或可变速度控制简单的开 / 关和连续运行，但它们并不适合定位和精细控制。伺服控制器、驱动器和电机为所有类型的运动控制提供了非常高的性能，但其复杂性使工程和采购成本上升。

在成本方面，步进电机的成本比伺服解决方案更低，但控制精度却比标准交流感应或直流电机更高。虽然步进电机系统有一些限制，但新的高压母线版本克服了其中一些问题，使该技术成为更多应用的可行选择。

5 种电机技术和常见用途

选择任何电机系统都需要了解负载以及负载如何在力、速度和精度的条件下进行运动。以下是一些工业应用中最常见的电机类型：
1交流感应电机
提供多种外形尺寸和额定马力，适用于一般应用场合，使用简单的接触器定速运行，或使用变频器以可调速度运行。
2直流电机
在低速时能够提供良好的扭矩，需要配套的直流驱动器，通常可以提供合理的速度控制。
3直流步进电机
由于使用快速脉冲指令使电机以小步数快速移动的方式移动，速度控制比交流或直流电机更好，但这些电机运行时的速度较低，输出力矩较小。
4高母线电压步进电机
本质上与直流步进电机相同，但驱动器可以接受交流电源并产生更高的直流母线电压，因此具有更高的速度和扭矩能力。
5伺服电机
在整个速度范围内以全扭矩提供高速移动，对位置和速度可进行超精确控制。

为了使电机可以变速运行，所列出的每种电机类型都需要一个适当的驱动器。高级控制指令，尤其是协调运动，需要一个单独的控制器，它可以是专用的运动控制器，也可以是更高端的可编程逻辑控制器 (PLC) 或 PC 。在某些情况下，控制器和驱动器功能可以组合在同一个设备中。

在通常情况下，如果额定值匹配，可以集成来自不同供应商的电机、驱动器和控制器，但对于更复杂的系统（特别是伺服和步进电机），许多用户发现从单一产品组合中选择产品以获得最佳兼容性更为有效。同时，从一个供应商而不是几个供应商那里获得支持也更容易。

反馈和运动控制

用于运动控制的电机，通常连接到带有齿轮箱、齿形皮带、齿条和小齿轮和类似装置的机械设备，因此无论最终输出是旋转还是线性，它们都可以与被驱动设备保持直接的无滑移运动传输关系。

开环电机控制描述何时启动电机，但不监控实际电机或设备的运行，因此并没有反馈来识别运动精度。闭环电机控制依赖于安装在设备上或电机本身的传感器提供操作反馈，因此控制器可以精确调节运动指令。

通常认为，交流感应和直流电机是两种最容易安装和维护的电机。部分原因是它们通常以开环方式运行，尽管设备上可能有一些传感器来提供指示。例如，一台简单的起重机可能会使用可逆电机来提升或降低负载，所依靠的仅仅是行程末端的限位开关。

相对而言，伺服电机需要更多的设计和安装工作。它包含精确的电机传感器，可以随时更新电机（以及驱动设备）的位置、速度和加速度，使其成为操作机器人手臂关节或 X-Y-Z 笛卡尔定位器的理想选择。

大多数步进电机处于中间位置，因为它们的指令精度很高，尽管一般没有持续的闭环反馈。然而，将步进电机作为闭环操作是可能的，而且变得越来越普遍。另外，带有集成驱动装置的更先进的步进电机也开始出现，并提供了一种内置闭环控制的形式。相较于伺服电机，作为一种成本更低的运动控制替代方案，要决定何时采用步进电机是正确的设计选择，需要了解更多细节。

伺服和高压母线电机 高速伺服电机

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