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：2005-07-22 00:26:00
81楼
一次赚100万的故事——巧用步进电机
在冶金领域，有一个自动控制项目，我国长期不能解决，总是靠进口，价格十分昂贵，宝钢进口一套要80多万美金，折回人民币7-800万元，在一个偶然的机会落到笔者手中，我用了一个10牛米的步进电机，配上巧妙的机械设计，再加上一个简单的PLC和一个传感器，整个成本才2-30万元，一次投产成功，一次就赚了100万以上，还获得国家发明专利，国家还奖励60万元。现在，外国公司已经在这个领域退出了中国市场，现在的价格已经降到40万左右了。这就是巧用步进电机的收获。
我们已经将步进电机的功能转化为从公斤级到千吨级的精确直线运动了，大力量数字控制直线运动这一难题，已经在中国解决了。
发表于：2005-08-24 12:03:00
94楼
和变频器的制动再生电阻一样的作用。。。减速制动时由电机产生的反电动势通过逆变电路反馈给直流母线造成直流母线过电压报警，这时通过制动单元的电压检测电路在报警电压来临之前打开泻压电路，让多余的电压通过制动回生电阻释放掉，所以这个电阻通常会在制动或减速时工作，如果电网电压不稳定造成直流母线电压升高它也一样工作，它工作时要将电能释放的唯一方式就是发热，所以它的安装最好离其他器件空间大些的便于散热的地方，在现场我们曾遇见过有人被制动回生电阻烫伤的事故，呵呵，足见它的温升有多高了。。。不同功率的驱动器配备的电阻值不同。请按照驱动器手册进行电阻的选型和安装
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