伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)之間的性能差異

1.控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角通常為3.6°，1.8°，五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角通常為0.72°，0.36°。也有步進(jìn)角較小的高性能步進(jìn)電機(jī)。例如，Stone Company生產(chǎn)的低速線材機(jī)床中使用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角為0.09°，德國(guó)Bergerlahr生產(chǎn)的三相混合型步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角可以通過撥盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。代碼開關(guān)設(shè)置為1.8°，0.9°，0.72°，0.36°，0.18°，0.09°，0.072°，0.036°，并且與兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角兼容。

交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后部的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下的全數(shù)字交流伺服電機(jī)為例。對(duì)于帶有標(biāo)準(zhǔn)2500行編碼器的電機(jī)，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，因此脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對(duì)于帶有17位編碼器的電動(dòng)機(jī)，每當(dāng)驅(qū)動(dòng)器收到217=131072脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)1圈。也就是說，該脈沖為360°/131072=9.89秒。它是與步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)相對(duì)應(yīng)的脈沖的1/655。

2.各種低頻特性

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)容易產(chǎn)生低頻振動(dòng)。振動(dòng)頻率與負(fù)載條件和驅(qū)動(dòng)器的性能有關(guān)，通常將振動(dòng)頻率視為電動(dòng)機(jī)空載起飛頻率的一半。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理確定，這種低頻振動(dòng)現(xiàn)象非常不利于機(jī)器的正常運(yùn)行。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以低速運(yùn)行時(shí)，通常應(yīng)使用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，例如在電動(dòng)機(jī)上增加阻尼器或在驅(qū)動(dòng)器中使用分段技術(shù)。交流伺服電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也沒有振動(dòng)。 AC伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可以彌補(bǔ)機(jī)器的剛性不足，并且系統(tǒng)的內(nèi)部頻率分析功能（FFT）可以檢測(cè)到機(jī)器的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。

3.不同的瞬時(shí)頻率特性

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩隨著速度的增加而減小，并在高速時(shí)迅速減小，因此運(yùn)行速度通常為300至600RPM。交流伺服電機(jī)具有恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。換句話說，它可以在額定速度（通常為2000RPM或3000RPM）內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩，并且可以在額定速度以上輸出恒定功率。

4.各種過載能力

步進(jìn)電機(jī)通常沒有過載能力。交流伺服電機(jī)具有很強(qiáng)的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例。具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載功能。扭矩是額定扭矩的3倍，可以克服啟動(dòng)時(shí)慣性負(fù)載的慣性矩。步進(jìn)電機(jī)不具有這樣的過載能力，因此在選擇模型時(shí)，您通常必須選擇具有較大扭矩的電機(jī)來克服這種慣性矩，并且在正常運(yùn)行期間該機(jī)器不需要那么大的扭矩。因此出現(xiàn)扭矩。

5.不同的運(yùn)行性能

步進(jìn)電機(jī)的控制是開環(huán)控制。如果啟動(dòng)頻率太高或負(fù)載太大，則很容易失去步伐或失速。如果速度太高，則很容易過沖。因此，為了確保控制精度，您必須很好地處理加速和減速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制。驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)。位置環(huán)和速度環(huán)形成在內(nèi)部。通常，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不會(huì)失步或超調(diào)并失去控制。性能更穩(wěn)定。

6.不同的速度響應(yīng)性能

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到工作速度（通常為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200到400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能更好。以Panasonic MSMA400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，因此可用于需要高速控制的場(chǎng)合。啟動(dòng)和停止。

綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在性能的許多方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但是，在要求不高的情況下，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常用作運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。因此，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，有必要綜合考慮控制要求和成本等多種因素，并選擇合適的控制電動(dòng)機(jī)。