普通電機(jī)與各類的本質(zhì)區(qū)別在哪？圖解分析

普通電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、舵機(jī)是指直流微電機(jī)，平時我們接觸的也多是直流電機(jī)。電動機(jī)，別名“馬達(dá)”，就是指根據(jù)電磁感應(yīng)定律保持電磁能的變換或傳送的這種電磁感應(yīng)設(shè)備。電機(jī)也稱(別名電機(jī))，在電源電路連用英文字母“M”(舊規(guī)范用“D”)表達(dá)。其主要功能是產(chǎn)生驅(qū)動扭矩，用作電器或各種機(jī)器的動力源。發(fā)電機(jī)由電路中的字母“G”表示。

普通電機(jī)

普通電機(jī)是我們平時見得比較多的電機(jī)，電動玩具，刮胡刀等里面都有，一般為直流有刷電機(jī)。這種電機(jī)有轉(zhuǎn)速過快、扭力過小的特點，一般只有兩個引腳，用電池的正負(fù)極接上兩個引腳就會轉(zhuǎn)起來，然后電池得正負(fù)極再相反的接在兩引腳上電機(jī)將會反向轉(zhuǎn)動。

減速電機(jī)

減速電機(jī)就是普通電機(jī)加上了減速箱，這樣便降低了轉(zhuǎn)速，增加了扭力，使得普通電機(jī)有更廣泛的使用空間。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

舵機(jī)

舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測器其實就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動時電阻值也會隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉(zhuǎn)動的角度。

舵機(jī)廠商提供的規(guī)格資料，通常都會包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、測試電壓(V)及重量(g)等基本資料。扭力的單位是kg/cm，意思是在擺臂長度1公分處，能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念，因此擺臂長度愈長，則扭力愈小。速度的單位是sec/60°，意思是舵機(jī)轉(zhuǎn)動60°所需要的時間。

一、變頻電機(jī)與普通電機(jī)的區(qū)別

1、它們的散熱系統(tǒng)上是有差別的，具體來看變頻電機(jī)可在其調(diào)速范圍內(nèi)隨意調(diào)速，而電機(jī)不會損壞，一般國產(chǎn)的普通電機(jī)大部分只能在AC380V/50HZ的條件下運行，普通電機(jī)能降頻或升頻使用，但范圍不能太大，否則電機(jī)會發(fā)熱甚至燒壞。普通風(fēng)機(jī)內(nèi)散熱風(fēng)扇跟風(fēng)機(jī)機(jī)芯用同一條線，而變頻風(fēng)機(jī)中這兩個是分開的。所以普通風(fēng)機(jī)變頻過低時，可能會因過熱而燒掉。

2、變頻電機(jī)由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機(jī)高，原則上普通電機(jī)是不能用變頻器來驅(qū)動的，但在實際中為了節(jié)約資金，在很多需要調(diào)速的場合都用普通電機(jī)代替變頻電機(jī)，但普通電機(jī)的調(diào)速精度不高，在風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電機(jī)代替變頻電機(jī)時變頻器的載波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機(jī)的絕緣損壞。

3、變頻電機(jī)加強(qiáng)了槽絕緣，主要是絕緣材料加強(qiáng)并且槽絕緣的厚度也增加了，以提高承受高頻電壓的水平。

4、增大了電磁負(fù)荷，普通電機(jī)工作點基本在磁飽和拐點，如果用做變頻，易飽和，產(chǎn)生較高的激磁電流，而變頻電機(jī)在設(shè)計時增大了電磁負(fù)荷，使磁路不易飽和。

二、變頻電機(jī)與普通電機(jī)的優(yōu)缺點

1、普通電機(jī)的優(yōu)點在于發(fā)展時間長技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)上不僅簡單便于維修，而且價格很惠民，功能雖少但故障率要低，維修費用要低得多。

2、普通電機(jī)的缺點是變頻過低時，使用時可能會因過熱而燒掉。簡單點說就是變頻電機(jī)更適應(yīng)轉(zhuǎn)運的一些突發(fā)狀況，比如電壓不穩(wěn)。

3、變頻機(jī)的優(yōu)點在于多了變頻調(diào)速器，電機(jī)也是與普通電機(jī)不同，是變頻調(diào)速轉(zhuǎn)用電機(jī)，這種電機(jī)設(shè)計時，考慮其能適應(yīng)較寬的工作頻率范圍，而要減少功耗提高效率。售價來看應(yīng)該普通電機(jī)比較好，價格便宜和使用范圍更廣。

4、變頻機(jī)的缺點在于增大了電磁的負(fù)荷，普通電機(jī)工作點基本在磁飽和拐點，如果用做變頻，易飽和，產(chǎn)生較高的激磁電流，而變頻電機(jī)在設(shè)計時增大了電磁負(fù)荷，使磁路不易飽和。

一、步進(jìn)電機(jī)的概述

1、系統(tǒng)常識 ：步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件。當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號(來自控制器)，它就驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度 ( 稱為 “ 步距角 ”) ，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。

2 、系統(tǒng)控制 ：步進(jìn)電動機(jī)不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動電源(步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器)?？刂破?脈沖信號發(fā)生器)可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

3 、主要用途 ：步進(jìn)電動機(jī)是一種控制用的特種電機(jī)，作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展(步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器性能提高)，步進(jìn)電動機(jī)的需求量與日俱增。步進(jìn)電動機(jī)在運行中精度沒有積累誤差的特點，使其廣泛應(yīng)用于各種自動化控制系統(tǒng)，特別是開環(huán)控制系統(tǒng)。

脈沖型驅(qū)動器_一體機(jī)_UIM42

二、步進(jìn)電機(jī)的工作原理

1、步進(jìn)電機(jī)是一種常用的控制電機(jī)，在工業(yè)自動化中被廣泛應(yīng)用。它能夠根據(jù)外界信號的變化而實現(xiàn)精確的運動控制。步進(jìn)電機(jī)的控制可以分為模擬控制和數(shù)字控制兩類。模擬控制是通過模擬信號，如模擬電壓、模擬電流等，來控制電機(jī)的運動。而數(shù)字控制則是通過一組數(shù)字信號，如高電平信號、低電平信號等，來控制電機(jī)的運動。

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器是一種用于控制步進(jìn)電機(jī)的裝置，它能夠根據(jù)輸入的控制信號，提供步進(jìn)電機(jī)所需的電流和電壓，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和力矩。因此，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器可以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和力矩，并能夠?qū)崿F(xiàn)精確的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

脈沖型驅(qū)動器_一體機(jī)_UIM42

三、步進(jìn)電機(jī)的調(diào)試方法

1、初始化參數(shù)在接線之前，先初始化參數(shù)。在控制卡上：選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時默認(rèn)使能信號關(guān)閉;將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài)，在步進(jìn)電機(jī)上：設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說，建議使步進(jìn)工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。比如，UIMOTION是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，出廠值為500，如果你只準(zhǔn)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個參數(shù)設(shè)置為111。

2、接線將控制卡斷電，連接控制卡與步進(jìn)之間的信號線。以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線、使能信號線、步進(jìn)輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯誤后，電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時電機(jī)應(yīng)該不動，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動，如果不是這樣，檢查使能信號的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動電機(jī)，檢查控制卡是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置試方向?qū)τ谝粋€閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的。

3、通過控制卡打開步進(jìn)的使能信號。這是步進(jìn)應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動，這就是傳說中的“零漂”。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個指令或參數(shù)，看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令(參數(shù))控制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)增加;給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式。

脈沖型驅(qū)動器_一體機(jī)_UIM42

4、測試不要給過大的電壓，建議在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致。抑制零漂在閉環(huán)控制過程中，零漂的存在會對控制效果有一定的影響，最好將其抑制住。使用控制卡或步進(jìn)上抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對為零。

5、建立閉環(huán)控制再次通過控制卡將步進(jìn)使能信號放開，在控制卡上輸入一個較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，如果實在不放心，就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和步進(jìn)的使能信號打開。這時，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了。

6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制卡的指令運動，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)從20世紀(jì)80年代就開始迅速發(fā)展起來，隨著智能化、多功能化的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定是實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的關(guān)鍵，只有正確設(shè)置才能達(dá)到最佳性能。