二相与五相步进电机的差异_机械/仪表_工程科技_专业资料。二相与五相步进电机的差异 概述：步进电机主要是依相数来做分类，而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所 广泛采用。二相步进电机每转细可分割为 等分，五相则可分割为 1000 等分， 所以

　　二相与五相步进电机的差异 概述：步进电机主要是依相数来做分类，而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所 广泛采用。二相步进电机每转细可分割为 等分，五相则可分割为 1000 等分， 所以 表现出来的特性以五相步进电机较佳、 加减速时间较短、 动态惯性较低。 二相/五相步进电机差异比较： 打鱼机 二相步进电机 五相步进电机 电机构造（请参照图三） 8 个主极； 相(2 相)4 极线 分割/圈） 分解能 1.8° /0.9° （200、 分割/圈） 较二相步进电机高出 2.5 倍 分解能。 100-200PPS 之间为低速共振领域， 振动性 振动较大 速度—转矩特性 于速度上不及五相步进电机 低振动 高速度、高转矩 无显著共振点 步进电机是一种离散运动的装置， 它和现代数字控制技术有着本质的联系。 在目前国内的数 字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电 机也越来越多地应用于数字控制系统中。 为了适应数字控制的发展趋势， 运动控制系统中大 多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 虽然两者在控制方式上相似 （脉 冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作 一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 3.6° 1.8° 、 ，五相混合式步进电机步距角一般为 0.72 ° 、 0.36° 。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通生产的一种用于慢走丝机床的 步进电机，其步距角为 0.09° ；德国百格拉（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进 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合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保证。 以松下全数字式交流伺服电机为 例，对于带标准 2500 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当 量为 360° /10000=0.036° 。对于带 17 位编码器的电机而言，驱动器每接收 217=131072 个 脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为 360° /131072=9.89 秒。是步距角为 1.8° 的步进电机的脉 冲当量的 1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。 振动频率与负载情况和驱动器性能有关， 一般认为 振动频率为电机空载起跳频率的一半。 这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对 于机器的正常运转非常不利。 当步进电机工作在低速时， 一般应采用阻尼技术来克服低频振 动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳， 即使在低速时也不会出现振动现象。 交流伺服系统具有共振抑 制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械 的共振点，便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降， 且在较高转速时会急剧下降， 所以其工作转速 一般在 300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为 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、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。 交流伺服电机具有较强的过载能力。 以松下交流伺服系统为 例，它具有速度过载和转矩过载能力。其转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载 在启动瞬间的惯性力矩。 步进电机因为没有这种过载能力， 在选型时为了克服这种惯性力矩， 往往需要选取较大转矩的电机， 而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩， 便出现了力 矩浪费的现象。 五、运行性能不同 步进电机的控制为开环控制， 启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象， 停止时转 速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、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馈信号进行采样， 内部构成位置环和速度环， 一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可*。 六、速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要 200～ 毫秒。交流伺服系 统的加速性能较好，以松下 MSMA W 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动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等 多方面的因素，选用适当的控制电机 步进电机是一种离散运动的装置， 它和现代数字控制技术有着本质的联系。 在目前国内的数 字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电 机也越来越多地应用于数字控制系统中。 为了适应数字控制的发展趋势， 运动控制系统中大 多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 虽然两者在控制方式上相似 （脉 冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作 一比较。 控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 3.6 度、 1.8 度， 五相混合式步进电机步距角一般为 0.72 度、0.36 度。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通生产的一种用于慢 走丝机床的步进电机，其步距角为 0.09 度；德国百格拉（BERGER LAHR）生产的三 相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8 度、0.9 度、0.72 度、0.36 度、0.18 度、0.09 度、0.072 度、0.036 度，兼容了两相和五相混合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保证。 以松下全数字式交流伺服电 机为例，对于带标准 2500 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉 冲当量为 360 度/10000=0.036 度。对于带 17 位编码器的电机而言，驱动器每接收 217=131072 个脉冲电机转一圈， 即其脉冲当量为 360 度/131072=9.89 秒。 是步距角为 1.8 度的步进电机的脉冲当量的 1/655。 低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。 振动频率与负载情况和驱动器性能有关， 一般 认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。 这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现 象对于机器的正常运转非常不利。 当步进电机工作在低速时， 一般应采用阻尼技术来克服低 频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳， 即使在低速时也不会出现振动现象。 交流伺服系统具有共 振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出 机械的共振点，便于系统调整。 矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降， 且在较高转速时会急剧下降， 所以其工作 转速一般在 300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为 2000RPM 或 3000RPM）以内，都能输出额定转矩，两相步进电机在额定转速以上为恒功率输出。 过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。 交流伺服电机具有较强的过载能力。 以松下交流伺服系 统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性 负载在启动瞬间的惯性力矩。 步进电机因为没有这种过载能力， 在选型时为了克服这种惯性 力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出 现了力矩浪费的现象。 运行性能不同 步进电机的控制为开环控制， 启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象， 停止 时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。两相步进电机交流伺服 驱动系统为闭环控制，两相步进电机 驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样， 内部构成位置环和速 度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可*。 速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要 200～ 毫秒。交流伺 服系统的加速性能较好，以松下 MSMA W 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动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等 多方面的因素，选用适当的控制电机。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。 通俗一点讲： 当步进驱动器接收到 一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。 您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量， 从而达到准确定位的目的； 同时您可以通过 控制脉冲频率
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