深度解析步进电机与伺服电机的差异如何使之并肩作战以最大化效率
引言:在应用两相步进电机时,若发现其转矩不足或未达到标称值,通常会考虑增大电机尺寸和电流来满足需求。然而,这种做法可能并非始于电机本身,而是源于在选择或配置驱动器时存在的不当设定,导致了效率的低下。
首先,从驱动器角度分析,大多数两相步进电机采用全桥输出四线接法。当驱动器按照标称电流设定,并且新型步进电机会采用这种结构时,其输出转矩能够达到最大值。
早期生产的步进电机主要有两相六线制和八线制。对于两相六线制,有两种接法:一种是舍弃中心抽头直接串联每组两个相线圈,以此获得较大的堵转矩和效率,但高速性能较差;另一种是接中抽头与一端,每相有一组空闲线圈,堵转矩小、效率低,但高速性能更佳。目前主流的是第一种接法。
然而,由于这种接法相当于将两组串联起来,使得每个环路上的阻抗增加,因此,即使设置为标称值,也难以达到各环路额定的输出功率。这表明,在选用驱动器与步进电机时应注意匹配问题,将驱动器的输出设置为0.7倍(不是减半)于额定环路功率。此举可以确保实际功率等同于标准四线制2.1A步进電機的表现。
至於八線制也有兩種情況,一種將兩組並聯使用,這樣就會設置為額定環路功率的0.7倍;第二種則是將兩組串聯使用,此時應設置為額定環路功力的一點四倍,但這種方式發熱量較高且轉速性能優秀。
選擇預設好的輸出電流后的驅動器與選擇合適之伺服馬達非常重要。如果你的驅動器能提供2A,那麼最好選擇一個標稱為2A之伺服馬達。如果你需要6線電機,你應該選擇一個標稱為3/0.7=4.3A之伺服馬達。這樣才能確保最佳效能。在實際操作中,要根據機械負載計算所需轉矩及速度,而不是盲目追求高價位或大電流。此外,不要過分追求速度,因為加工過程中的進刀量通常有限,而超速無益,只會導致無謀浪費資源。而正確配置電機與驅動器,可以節省成本並提高工作效率。