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步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机的六大性能(néng)比较

文(wén)章出处：汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气：4701发表时间：2018-10-31

      步进電(diàn)机是我们最為(wèi)熟悉的一种执行元件，在國(guó)内的数字控制系列中应用(yòng)十分(fēn)广泛。然而随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服電(diàn)机也越来越多(duō)地应用(yòng)于数字控制系统中。步进電(diàn)机与交流伺服電(diàn)机相比较固然会有(yǒu)相似之处（脉冲串和方向信号），但在使用(yòng)场合及性能(néng)方面还是存在着较大的差异。就此问题，汉德保電(diàn)机将為(wèi)大家将两者间的使用(yòng)性能(néng)作一分(fēn)析对比。步进電(diàn)机

一、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机控制精度性能(néng)比较 
首先看步进電(diàn)机方面，两相混合式步进電(diàn)机步距角一般為(wèi)3.6°、 1.8°，五相混合式步进電(diàn)机步距角一般為(wèi)0.72 °、0.36°。也有(yǒu)一些高性能(néng)的步进電(diàn)机步距角更小(xiǎo)。
交流伺服電(diàn)机的控制精度由電(diàn)机轴后真个旋转编码器保证。对于带标准2500線(xiàn)编码器的電(diàn)机而言，由于驱动器内部采用(yòng)了四倍频技术，其脉冲当量為(wèi)360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的電(diàn)机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲電(diàn)机转一圈，即其脉冲当量為(wèi)360°/131072=9.89秒(miǎo)。是步距角為(wèi)1.8°的步进電(diàn)机的脉冲当量的1/655。 
二、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机低频特性性能(néng)比较
步进電(diàn)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(néng)有(yǒu)关，一般以為(wèi)振动频率為(wèi)電(diàn)机空载起跳频率的一半。这种由步进電(diàn)机的工作原理(lǐ)所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进電(diàn)机工作在低速时，一般应采用(yòng)阻尼技术来克服低频振动现象，比如在電(diàn)机上加阻尼器，或驱动器上采用(yòng)细分(fēn)技术等。 
交流伺服電(diàn)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(yǒu)共振抑制功能(néng)，可(kě)涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有(yǒu)频率解析性能(néng)（FFT），可(kě)检测出机械的共振点，便于系统调整。 
三、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机矩频特性性能(néng)比较
步进電(diàn)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，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。
交流伺服電(diàn)机為(wèi)恒力矩输出，即在其额定转速（一般為(wèi)2000RPM或3000RPM）以内，都能(néng)输出额定转矩，在额定转速以上為(wèi)恒功率输出。 
四、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机过载能(néng)力不同性能(néng)比较
步进電(diàn)机一般不具有(yǒu)过载能(néng)力。
交流伺服電(diàn)机具有(yǒu)较强的过载能(néng)力。
五、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机运行性能(néng)比较
步进電(diàn)机的控制為(wèi)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，所以為(wèi)保证其控制精度，应处理(lǐ)好升、降速题目。
交流伺服驱动系统為(wèi)闭环控制，驱动器可(kě)直接对電(diàn)机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进電(diàn)机的丢步或过冲的现象，控制性能(néng)更為(wèi)可(kě)靠。 
六、步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机速度响应性能(néng)比较
步进電(diàn)机从静止加速到工作转速（一般為(wèi)每分(fēn)钟几百转）需要200～400毫秒(miǎo)。
交流伺服系统的加速性能(néng)较好，多(duō)数交流伺服電(diàn)机从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒(miǎo)，可(kě)用(yòng)于要求快速启停的控制场合。 
综上所述，交流伺服系统在很(hěn)多(duō)性能(néng)方面都优于步进電(diàn)机。但在一些要求不高的场合也经常用(yòng)步进電(diàn)机来做执行電(diàn)动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、本钱等多(duō)方面的因素，选用(yòng)适当的控制電(diàn)机。


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