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伺服電機與步進電機的工作原理和六大區別
2020-08-12 14:14
伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W 三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數）。
先說工作原理：
步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。 可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。
伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W 三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數）。
區別1： 控制的方式不同
步進電機是通過控制脈沖的個數控制轉動角度的，一個脈沖對應一個步距角。 伺服電機是通過控制脈沖時間的長短控制轉動角度的。
區別2：所需的工作設備和工作流程不同
步進電機所需的供電電源（所需電壓由驅動器參數給出），一個脈沖發生器（現在多半是用板塊），一個步進電機，一個驅動器（驅動器設定步距角角度，如設定步距角為 0.45°，這時，給一個脈沖，電機走 0.45°）；其工作流程為步進電機工作一般需要兩個脈沖：信號脈沖和方向脈沖。 伺服電機所需的供電電源是一個開關（繼電器開關或繼電器板卡），一個伺服電機；其工作流程就是一個電源連接開關，再連接伺服電機。
區別3 : 低頻特性不同
步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。 交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統調整。
區別4 ：矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在 300～600r/min。
交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為 2000 或 3000 r/min）以內，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。
區別5： 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。
以松下交流伺服系統為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額轉矩的 3倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。 （步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉 矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象）
區別6： 速度響應性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要 200～400ms。 交流伺服系統的加速性能較好，以松下MSMA400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速 3000 r/min。僅需幾 ms，可用于要求快速啟停的控制場合。
說白了，極對數多，轉速慢，控制角度的，動力線引腳多的都是步進電機，而且功率往往比較低。而精度高，速度快，可應用于速度，位置，力矩多場合控制的，動力線都是UVW三線，通常都是伺服電機。而且通常極對數不超過5級，功率從幾十瓦到幾十千瓦都有。
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