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详解步进电机与伺服电机 止?速(电?极?产补例?极?电?极? 富士電機機器制御株式会社 Stepping motor & servo system FUJI ELECTRIC FA COMPONENTS & SYSTEMS www.plcworld.cn 2 3XOVH�WUDLQ 例?极?电?极?产补止?速(电?极?皮?例?电u旋?流例 控?励?极?检?W?宽?例?控?励?W?3RLQW�7R�3RLQWW? 控?励?旋?必观W?脉范减?度?励量 止?速(电?极?�VWHSSLQJ�PRWRUW? 例?极?电?...

详解步进电机与伺服电机
止?速(电?极?产补例?极?电?极? 富士電機機器制御株式会社 Stepping motor & servo system FUJI ELECTRIC FA COMPONENTS & SYSTEMS www.plcworld.cn 2 3XOVH�WUDLQ 例?极?电?极?产补止?速(电?极?皮?例?电u旋?流例 控?励?极?检?W?宽?例?控?励?W?3RLQW�7R�3RLQWW? 控?励?旋?必观W?脉范减?度?励量 止?速(电?极?�VWHSSLQJ�PRWRUW? 例?极?电?极?W?VHUYR�V\VWHPW? DCRDCRDCRDCR03030303 FWD REV H.OFF C/S OR RD BL GN BK +24V 0V VEXTAVEXTAVEXTAVEXTA TIM. POWERPOWERPOWERPOWER DATADATADATADATA1111 DATADATADATADATA2222 RUNRUNRUNRUN STOPSTOPSTOPSTOP ACDACDACDACD 2222PPPP OFFOFFOFFOFF 1111PPPP MONITOR 脉范减?度?励量W?W?W?脉范减? 脉范减?度?励量W?W?W?W?W?W?脉范减? Pulse train 边?励?边?旋?边?�响? 边?励?边?旋?边?�响? W?相特止?速(电?极?W?减?止?W? W?W?W?W?W?W?W?W?系电励量W?是?脉范减?补?偿?) www.plcworld.cn 3 止?速(电?极?产补例?极?电?极?皮?响?例度脉范减? 例?极?电?极?止?速(电?极? 例?置?响?例度 脉范减?度?励量脉范减?度?励量 置在置金 减?耦s响般器?减?耦s响般器? 边?减?额?环? ~1MHz (1000kHz)~100kHz 边?减?脉范减?度?励量 度检励?集?电?极?必稳身? DCRDCRDCRDCR03030303 FWD REV H.OFF C/S OR RD BL GN BK +24V 0V VEXTAVEXTAVEXTAVEXTA TIM. POWERPOWERPOWERPOWER DATADATADATADATA1111 DATADATADATADATA2222 RUNRUNRUNRUN STOPSTOPSTOPSTOP ACDACDACDACD 2222PPPP OFFOFFOFFOFF 1111PPPP Pulse train Pulse train MONITOR131072 脉冲500 脉冲 额置相检 脉范减?必?必观 ・止?边?脉范减?W?速耦边?脉范减? ・响?例度算s响?W?响?例度脉范减? ・止?边?脉范减?W?速耦边?脉范减? ・响?例度算s响?W?响?例度脉范减? ・W?W?度?例?相特度检W?偿宽响? 极?检?控?励?W?宽?例?控?励?W?3RLQW�7R�3RLQWW? 控?励?旋?必观W?脉范减?度?励量 W?W?W?W?脉范减?W?励?又?偿?W? www.plcworld.cn 4 0 1000 2000 3000 4000 5000 回転速度[r/min] 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 トルク [Nm] 連続動作領域 加減速領域 0.159 0.478 0.6 步进电机与伺服电机的特性区别 步进电机与伺服电机使用场合是相同的,但电机的运行原理不 同。该资料不是说明电机性能的好坏。 步速(电?机的NT特性 伺服电?机的NT特性 www.plcworld.cn 5 步进电机的旋转速度(总的步数) 步速(电?机的NT特性 10kHz = 10 000 pulse/s (60倍1分钟?控?算) 600 000 pulse/min (500pulse边?旋边?1圈) 600 000/500= 1200 r/min www.plcworld.cn 6 伺服电机的旋转速度 10kHz = 10 000 pulse/s (以60倍用1分钟?来记?算) 600 000 pulse/min (8192pulse边?旋边?1圈) 600 000/8192= 73.2 r/min Pulse train MONITOR脉冲序列 8192 脉冲 边?出边?旋边?1周 W?W?W?W?W?W?W?W?系电励量W?励面极l偿?W? 10kHz = 73.2 r/min ・・・ 100 kHz = 732 r/min 200 kHz = 1464 r/min 300 kHz = 2196 r/min 400 kHz = 2928 r/min ・・・ 683 kHz = 5000 r/min www.plcworld.cn 7 伺服电机系统的切换顺序 例?极?电?极?系电置始在?励耦边?环?边?高励W?1产?响?例度脉范减?相特必?产?电?极?皮?旋?边?量?例钟必?属观、? 使用伺服系置始的性能、但1个脉冲相 当于电?机的旋边?量边?大是C。 (与伺服放大器属环度?) 能边?出更多的脉冲数。 (与脉冲响、生器属环度?) 命令脉冲1个脉冲相当于电?机旋边?量 边?大是C,速度会产?生波励?。 提高了位置的分边?率。 也提高了速度的稳?定性。 因速度产?生了波励?,响度?无法提高。 同是C会引起机械的振励?。 因速度稳?定运行,所以能提高响度?。 也提高了低速稳?定性。 机械的定位精度、高速性、响度?性得 到了提高。 步速(电?机与伺服电?机的性能有哪些 差异呢? 脉范减?度?励量W?W?W?W?W?W?脉范减?W?W?响?W?例?极?电?极?系电置始皮?励面始?偿?产?W?W?W?W?脉范减?W?1响?W? 脉冲序列 500 脉冲/1周(步速(电?机) OK www.plcworld.cn 8 伺服电机系统与步进电机的旋转原理不同之处 步速(电?机: 1步(步角:360度/500 =0.72度(全步)) 伺服系置始: 速增置极旋边?(分边?率:360度/131072 =0.00275度) 0.72度 步进电机与伺服电机使用目的是相同的。仅仅是旋转原理不 同,所以该资料不是说明电机为目的。 0.72度 degree マイクロステップ 回転角度 angle 時間 time フルステップ サーボモータ servo motor 0.72度 0.72度 full step micro step www.plcworld.cn 9 步进电机与伺服电机规格比较 额置相检 例?极?电?极?止?速(电?极? 边?励耦边?环? 0.00275度(131072脉冲)0.72度 (相当于500脉冲) 偿?止?是C励?例? 极稳属观励耦边?环?稳电励?静止 旋转原理 速增置极旋?边?1步 极稳高励旋?边?速l度? W?W?W?W?~增W?~又~例~响W?减?宽?量?范系在AW?在?电?极?皮?产?响?耦?产?响? 例?置?响?例度 脉冲序列脉范减?度?励量 控制机械 半闭环驱动必稳环? 励?脉相 电?宽?齿?边?W?脉范减?补?偿?W? 减?控?控?励? 集?流属演度流属器? 边?励?励耦量? 必?止? 电?流?产?集? 止?角W 励脉控? 边?励?励?磁?励?励? 例?置?检?励?器? 置速磁算器?是? 始速观? www.plcworld.cn 10 (1)额定旋转速度 电机连续运行时,尽可能使用额定旋转速度。 (2)容量选定惯量矩 用惯量矩选定机械响应所必须的电机容量。 (3)同步皮带的宽度为宽的好 选择同步皮带时尽可能选宽的为好。 伺服系统的应用方法 www.plcworld.cn 11 适合伺服电机的方法 (1)额定旋转速度 速增置极旋?边?电?极?属?响?脉相量?电u额?宽?旋?边?速l度?、? 例?W?额?宽?旋?边?速l度?W?W?W?W?UW?PLQ、?额?宽?边?磁控W?W?W?W?W?1�P皮?电?极?宽?量?、? 3>:@W?W?W?W?W?W? h W?W?W?W? h W?W?W?W?W? W? W?W?: 说必电?极?经?度×例?电uW?W?W?UW?PLQ是C、? 3>:@W?W?W?W?W?W? h W?W?W? h W?W?W?W?W? W? W?: 、惯 在?止?、?W?W?:皮?例?极?电?极?例?产?W?:皮?例?极?电?极?例?电u、? 50505050[W]???? 额?宽?旋?边?速l度?W?例?W?W?W?W?W?UW?PLQW?皮?极?检?皮?观?求?速l度? ・速范宽?减?速l求产・产面极?皮?齿?磁控・齿?边?皮?齿?旋?算?、? 5555 [W]???? 25252525[W]???? www.plcworld.cn 12 速?电u例?极?电?极?皮?旋?流例 W?W?W?惯?性t磁控速范宽?宽?量? 响?度?特?性tW?性旋速l皮?励?减?速lW?必?观?皮?极?检?W?量?电u惯?量?磁控速范宽?电?极?宽?量?、? 电?极?皮?励?减?速l边?磁控W?7 $& �是?极范集?励?皮?、? W?W?W?电?极?极y身?皮?惯?量?磁控 W?W?W?极?检?旋?面?皮?惯?量?磁控 检?控?极?检?皮?惯?量?磁控W?速范宽?例?极?电?极?皮?宽?量?、? 、偿电?极?极y身?皮?惯?量?磁控在u说A是补产?减?极范记?边?、? JL ≦ 1× JM JL ≦ 10× JM JL ≦ 30× JM 短 长 W?高励额?环?皮?宽?例?控?励?W? W?产稳般y宽?例?控?励?W? W?产稳般y皮?速l度?控?励?W? 加减速时间 www.plcworld.cn 13 速?响般例?极?电?极?皮?旋?流例 W?W?W?响?止?皮?度s宽?度?观?始t 响?止?皮?度s在?产?是?金、属?皮?极范必?性tW?例×长?或速置v磁极W?、? 属?减?是?例?电u特?励?经?又?求产边?长?皮?皮?度s是CW?极?检?皮?励钟性t例钟必?度检、? 搬y速?皮?量?量?边?边?是CW?产稳般y量?电u宽?度?产?W?W?~搬W?W?~又~又皮?皮?度s、? 搬y速?皮?量?量?边?量?是CW?属?响?脉相例?电u宽?产稳产?皮?皮?度s、? 搬y速?皮?特?例?量?量?边?量?W?例?皮?度s又?边?长?是CW?搬y 速?量或励耦皮?速l度?产稳边?流属励?产稳边?稳电励?、? W?电?极?皮?旋?边?速l度?产?又稳速lW? www.plcworld.cn 14 Pulse train 伺服电机与步进电机的构成 极?检?控?励?W?宽?例?控?励?W?W?W?W?3RLQW�7R�3RLQWW? 控?励?旋?必观W?脉范减?度?励量 止?速(电?极?W?VWHSSLQJ�PRWRU�VWHSSHU�SXOVH�PRWRUW? 例?极?电?极?W?VHUYR�V\VWHPW? DCRDCRDCRDCR03030303 FWD REV H.OFF C/S OR RD BL GN BK +24V 0V VEXTAVEXTAVEXTAVEXTA TIM. POWERPOWERPOWERPOWER DATADATADATADATA1111 DATADATADATADATA2222 RUNRUNRUNRUN STOPSTOPSTOPSTOP ACDACDACDACD 2222PPPP OFFOFFOFFOFF 1111PPPP MONITOR 脉范减?度?励量W?W?W?脉范减? 脉范减?度?励量W?W?W?W?W?W?脉范减? Pulse train 脉范减?例必�止?角W度?例?产?响励控?皮?增?度?器?速?补? 极?检?、? 脉范减?度?励量响励控?、?增?度?或角电?极?皮?置速磁算器? 皮?脉范减?旋?W?检脉减?量?始脉响经种?演身算?励?脉相、? W?相特止?速(电?极?W?旋?始t器?W? W?W?W?W?W?W?W?W?系电励量W?例?极?旋?始t器?W? www.plcworld.cn
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