德國SEW電機能替代高成本的伺服電機嗎？

    德國SEW電機能替代高成本的伺服電機嗎？

    德國SEW電機能采用步進方式轉(zhuǎn)動，利用磁線圈逐步拉動一個磁體，使其從一個位置到達下一個位置。要使電機在任何方向移動100個位置，電路都需要對電機進行100次步進操作。步進電機利用脈沖實現(xiàn)遞增運動，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實現(xiàn)定位。

    伺服電機的運動方法是不同的。它在磁轉(zhuǎn)子上連接一個位置傳感器–即編碼器–會持續(xù)檢測電機的準(zhǔn)確位置。伺服會監(jiān)控電機實際位置和指令位置之間的差異，并對電流進行相應(yīng)的調(diào)整。這種閉環(huán)系統(tǒng)可以使電機保持在正確的運動狀態(tài)。

    2、簡便性和成本

    步進電機不僅比伺服電機成本低，而且調(diào)試和維護都更加簡單。步進電機在靜止?fàn)顟B(tài)是穩(wěn)定的，并能保持位置（即使是采用動態(tài)負(fù)載）。不過，如果某些應(yīng)用場合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復(fù)雜的伺服電機。

    3、定位

    在需要隨時了解機器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中，步進電機和伺服電機有重要差別。在通過步進電機控制的開環(huán)運動應(yīng)用中，控制系統(tǒng)認(rèn)為電機始終處于正確的運動狀態(tài)。不過，在遇到問題以后，比如因為部件卡住而導(dǎo)致電機失速，控制器就無法了解機器的實際位置，從而導(dǎo)致失位。伺服電機本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個：如果其被一個物體卡住，會立刻檢測到。機器會停止操作，始終不會失位。

    4、速度和轉(zhuǎn)矩

    德國SEW電機能和伺服電機的性能差異源自他們不同的電機設(shè)計方案。步進電機的極數(shù)比伺服電機多得多，因此步進電機旋轉(zhuǎn)一整圈，所需的繞組電流交換次數(shù)要多得多，從而導(dǎo)致在速度增加的情況下，其轉(zhuǎn)矩迅速下降。另外，如果達到了大轉(zhuǎn)矩，步進電機可能會失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應(yīng)用中，伺服電機都是方案。與此相反，步進電機較多的極數(shù)在低速狀態(tài)下具有，因為此時步進電機與同等尺寸的伺服電機相比具有轉(zhuǎn)矩。

    5、熱和能耗

    德國SEW電機能采用固定電流，并會散發(fā)熱量。閉環(huán)控制只提供速度環(huán)路所需的電流，因此避免了電機發(fā)熱問題。

    電機可以直線運動或直線往復(fù)運動。旋轉(zhuǎn)電動機作為動力源，要轉(zhuǎn)變成直線運動，需要借助齒輪、凸機輪構(gòu)及皮帶或鋼絲。直線步進電機，或稱線性步進電機，是由磁性轉(zhuǎn)子鐵芯通過與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，直線步進電機在電機內(nèi)部把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為線性運動。

    德國SEW電機的（對比傳統(tǒng)步進電機）

    （1）高速響應(yīng)性

    一般來講機械傳動件比電氣元器件的動態(tài)響應(yīng)時間要大幾個數(shù)量級。由于系統(tǒng)中取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的如絲杠等機械傳動件，使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，使反應(yīng)異常靈敏快捷。

    （2）性

    由于取消了絲杠等機械傳動機構(gòu)，因而減少了插補時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，可大大提高機床的定位精度。

    直線步進電機

    （3）傳動剛度高、推力平穩(wěn)

    “直接驅(qū)動"提高了其傳動剛度。同時直線電機的布局，可根據(jù)機床導(dǎo)軌的形面結(jié)構(gòu)及其工作臺運動時的受力情況來布置。通常設(shè)計成均布對稱，使其運動推力平穩(wěn)。

    （4）速度快、加減速過程短

    直線電機早主要用于磁浮列車（時速可達500km/h），現(xiàn)在用于機床進給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的大進給速度（要求達60～100m/min或更高）當(dāng)然是沒問題的。也由于“零傳動"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短，從而實現(xiàn)起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準(zhǔn)停。加速度一般可達到2～10g（g=9.8m/s2）。

    （5）行程長度不受限制

    在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線步進電機的定件，就可無限延長動件的行程長度。

    （6）運行時噪聲低

    由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，而其導(dǎo)軌副又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機械接觸），使運動噪聲大大下降。

    （7）效率高

    由于無中間傳動環(huán)節(jié)，也就取消了其機械摩擦?xí)r的能量損耗。

    德國SEW電機應(yīng)用領(lǐng)域

    德國SEW電機被廣泛應(yīng)用于包括制造、精密校準(zhǔn)、精密流體測量、位置移動等諸多要求領(lǐng)域。