交流伺服与步进的区别 点击：1718 | 回复：8
发表于：2002-08-28 13:29:00
2楼
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，在数字控制系统中，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。现就二者性能作一比较。
一、 控制分辨率不同
一般，两相混合式步进电机步距角为 1.8°/0.9°(整步/半步)，五相混合式步进电机步距角为0.72 °/0.36°(整步/半步)。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的编码器保证。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，电机每转一圈驱动器接收10000个反馈脉冲，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，电机每转一圈驱动器接收217=131072个反馈脉冲，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。与步进电机相比，脉冲当量小，控制分辨率高 ，易于获得更高的控制精度。
二、 低速性能不同
步进电机在低速时有时会出现低频振动现象, 振动频率与负载情况和驱动器性能有关。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。如果工作在低速振动区域内，一般应采用机械或电子阻尼技术克服低频振动现象，比如在电机轴上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不易出现振动现象。其特有的共振抑制功能，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，所以其最高工作转速一般在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，如图1示。
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速度和扭矩过载能力。以松下交流伺服系统为例，其最大转矩约为额定转矩的三倍，可用于克服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、 控制模式不同
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。
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300～600rpm）需要200～400毫秒, 甚至更长。
交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，空载时从静止加速到额定转速（3000rpm）仅需几毫秒，可用于要求快速启停的场合。
综上所述，交流伺服电机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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