6步教你区别步进电机与交流伺服电机_电子/电路_工程科技_专业资料。6 步教你区别步进电机与交流伺服电机 步进电机作为一种开环控制的系统，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

　　6 步教你区别步进电机与交流伺服电机 步进电机作为一种开环控制的系统，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。 1.控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，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通过细分后步距角更小。 如山洋(SANYODENKI)生产的二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。 以山洋全数字式交流 伺服电机为例，对于带标准 2000 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°/8000=0.045°。对于带 17 位编码器的电机而 言，驱动器每接收 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。 2.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。 3.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 高工作转速一般在 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。 4.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。以山洋交流 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二到 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。 5.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， 控制性能更为可靠。 6.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 MSMAW 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。
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