步进电机和交流伺服电机性能比较 点击：27556 | 回复：254
发表于：2005-04-13 19:32:00
楼主
步进电机和交流伺服电机性能比较
步进电机和交流伺服电机性能比较
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。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（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。
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。其最大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（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。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，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。
发表于：2005-07-04 15:07:00
46楼
国内的哪个品牌好？这个不好评判，否则有广告之嫌疑，哈哈，其实基本都差不多，因为大家都是互相学习和借鉴的。
步进电机能转多少转？简单点说：如果是混合2相的话在200~600转/分范围内不同型号的步进电机就会出现扭矩严重下降的现象了，一般都应用在200~600转以内的力矩没有严重下降的范围，具体您得看每款电机的频矩曲线来决定您的型号和运行速度。。。
混合3相的效果会明显比2相的好，2相混合电机即使在其转矩没有下降的阶段前随速度波动也很大，但混合3相在下降点前几乎为恒转矩，而且下降点也会比2相的大，一般在300~700转/分，个别型号甚至在1000转以上才出现转矩下降，具体您也需要看每个型号的电机频矩曲线。。。
发表于：2005-07-08 09:21:00
52楼
伺服电机的转子为永磁铁，驱动器控制的V/U/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值于目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数），有2000线，2500线。我们是日本多摩川TAMAGAWA伺服电机，步进电机中国总代理，在伺服上安川是NO.1，而在编码器上，亚洲市场当属多摩川了，其中安川的伺服编码器就是多摩川供应，其实在角度和位置控制中，有一种比编码器更好的产品，那就是旋转变压器，它主要能更好的应用在恶劣的环境中，IP值高。如果有什么事，各位可以打电话至0755-88350033-29，找熊生交谈，当然也向您学习！
还有，前面有人提到用PLC控制步进电机，一定要用晶体管型的，而不能用继电器型的！！！
直流伺服电机比交流伺服电机要好，但价格较贵！
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