伺服電機和步進電機在應(yīng)用于精密機床的區(qū)別

       我國在精密機床和機器人兩大方面落后日德的現(xiàn)狀，高端伺服電機不能國產(chǎn)之殤，也是國人的心病之一。伺服電機在功能和結(jié)構(gòu)上與步進電機很相似，但是二者在性能上有非常大的差異。

步進電機結(jié)構(gòu)圖

伺服電機結(jié)構(gòu)圖

首先， 伺服電機與步進電機控制的精度不同

       兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。而交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證，對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。

第二，伺服電機 與步進電機的低頻特性不同

       步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象，步進電機的工作原理決定了低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利，步進電機存在固定的共振點，很多步進驅(qū)動器通過自動計算其振點，以調(diào)整控制算法來達到抑制其振的目的。

       交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可彌補機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。

       伺服系統(tǒng)的振動抑制功能包含共振抑制及阻尼減振兩個部分。

共振抑制

阻尼減振

第三，伺服電機與步進電機矩頻特性不同

       步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或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。

相同尺寸下的伺服電機與步進電機的速度力矩特性比較

第四，伺服電機與步進電機過載能力不同

       步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以M2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)矩的二到三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。

第五，伺服電機與步進電機運行性能不同

       步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的失步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

第六，伺服電機 與步進電機速度響應(yīng)性能不同

       步進電機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，以鳴志400W交流伺服電機為例，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合。

       在一些要求非常高的場合，必須采用性能遠高于步進電機的伺服電機。我國雖然具有世界上最全的工業(yè)門類，但是大部分處于“豪放派”領(lǐng)域，對于高端產(chǎn)品的積累還有很大的差距。

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