步進(jìn)馬達(dá)和伺服馬達(dá)主要區(qū)別區(qū)別.doc

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1、步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，在目前國內(nèi)數(shù)字控制系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，交流伺服電機(jī)越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。在數(shù)字控制系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢(shì)下，運(yùn)動(dòng)控制中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異，現(xiàn)就二者在性能和應(yīng)用方面的差別作一比較。一、控制精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°、1.8°；五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為0.72°、0.36°；反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)和一些高性能的混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角可

2、以做到更小。例如北京四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角僅為0.09°；德國百格拉公司（BERGERLAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以北微生產(chǎn)的全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°，是步距角為1.8°的

3、步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量的1/50；對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收2的17次方（=）個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/=0.°，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量的1/655?？梢娊涣魉欧姍C(jī)的控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 二、低頻特性不同步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象，振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半，這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或選用成本較

4、高的采用細(xì)分技術(shù)的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器來加以緩解。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。采用絕對(duì)值型編碼器的交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，以便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在轉(zhuǎn)速較高時(shí)會(huì)急劇下降，其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM；而交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為1000RPM-3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。四、過載能力不同步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力；而交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)

5、的過載能力。以北微生產(chǎn)的交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力，其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的兩倍以上，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作狀態(tài)又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了容量浪費(fèi)的現(xiàn)象。五、運(yùn)行性能不同步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大時(shí)易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止轉(zhuǎn)速過高時(shí)易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，必須預(yù)先處理好升降速問題；交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)

6、成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖現(xiàn)象，控制性能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。七、控制方式不同步進(jìn)電機(jī)一般只能接收脈沖信號(hào)，而伺服電機(jī)可在模擬量和脈沖兩種控制方式下工作，國內(nèi)伺服電機(jī)這幾年開始大量使用總線控制方式。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在大量要求不高的場(chǎng)合，選用步進(jìn)電機(jī)做執(zhí)

7、行電機(jī)最符合經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。所以，在設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。如何正確選擇伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)？主要視具體應(yīng)用情況而定，要根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)（如水平還是垂直負(fù)載等）、轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速要求、上位控制要求（如對(duì)端口界面和通訊方面的要求），還要看主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式，供電電源是直流、交流亦或是電池，電壓范圍等。據(jù)此確定電機(jī)和配用驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號(hào)。兩者的具體特點(diǎn)比較：步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)伺服電機(jī)系統(tǒng)力矩范圍：中小力矩（一般在20Nm以下）小、中、大，全范圍速度范圍：低（一般100

8、0RPM以下）高（可達(dá)5000RPM）,直流伺服電機(jī)更可達(dá)1~2萬轉(zhuǎn)/分控制方式：以位置控制為主控制方式多樣化，位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩/總線控制平滑性：低速時(shí)有振動(dòng)（靠細(xì)分驅(qū)動(dòng)器改善）好，運(yùn)行平滑精度：一般較低（