伺服电机-性能较量

揭晓时间：2021-06-21 08:30

伺服电机与步进电机的性能较量

步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制手艺有着实质的联系。在海内的数字控制系统中，步进电机的应用十分普遍。随着全数字式交流伺服系统的泛起，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了顺应数字控制的生长趋势，运动控制系统中大多接纳步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电念头。虽然两者在控制方法上相似（脉冲串和偏向信号），但在使用性能和应用场合上保存着较大的差别。现就二者的使用性能作一较量。

一、控制精度差别

两相混淆式步进电机步距角一样平常为 1.8°、0.9°，五相混淆式步进电机步距角一样平常为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通详尽分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生产的二相混淆式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混淆式步进电机的步距角。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器包管。以三洋全数字式交流伺服电机为例，关于带标准2000线编码器的电机而言，由于驱动器内部接纳了四倍频手艺，其脉冲当量为360°/8000=0.045°。关于带17位编码器的电机而言，驱动器每吸收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

二、低频特征差别

步进电机在低速时易泛起低频振动征象。振动频率与负载情形和驱动器性能有关，一样平常以为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的事情原理所决议的低频振动征象关于机械的正常运转很是倒运。当步进电机事情在低速时，一样平常应接纳阻尼手艺来战胜低频振动征象，好比在电机上加阻尼器，或驱动器上接纳细别离艺等。

交流伺服电机运转很是平稳，纵然在低速时也不会泛起振动征象。交流伺服系统具有共振抑制功效，可涵盖机械的刚性缺乏，并且系统内部具有频率剖析性能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调解。

三、矩频特征差别

步进电机的输着力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，以是其最高事情转速一样平常在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一样平常为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

四、过载能力差别

步进电机一样平常不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍，可用于战胜惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机由于没有这种过载能力，在选型时为了战胜这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机械在正常事情时代又不需要那么大的转矩，便泛起了力矩铺张的征象。

五、运行性能差别

步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易泛起丢步或堵转的征象，阻止时转速过高易泛起过冲的征象，以是为包管其控制精度，应处置惩罚好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反响信号举行采样，内部组成位置环和速率环，一样平常不会泛起步进电机的丢步或过冲的征象，控制性能更为可靠。

六、速率响应性能差别

步进电机从静止加速到事情转速（一样平常为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。

综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电念头。以是，在控制系统的设计历程中要综合思量控制要求、本钱等多方面的因素，选用适当的控制电机。

自动化长方形电机图.jpg

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