伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。今天我們就從伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)最大的區(qū)別來(lái)認(rèn)識(shí)它們，只有對(duì)伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)有深入的了解，我們才能更好地選擇適合不同工況的工業(yè)環(huán)境。下面我們來(lái)說(shuō)說(shuō)伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的最大區(qū)別有哪些?
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首先來(lái)了解伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：
1，低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)，容易發(fā)生低頻振動(dòng)。振頻與負(fù)載狀況及驅(qū)動(dòng)性能有關(guān)，一般認(rèn)為振頻是電動(dòng)機(jī)空載時(shí)起跳頻率的一半。這一低頻振動(dòng)現(xiàn)象，是由步進(jìn)電機(jī)的工作原理決定的，對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)行非常不利。步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)，如在電機(jī)上加阻尼器，或在驅(qū)動(dòng)上加減振器等，以克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象。
交流伺服電機(jī)運(yùn)行十分平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)也無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象。該系統(tǒng)具有諧振抑制功能，可以解決機(jī)械剛度不足的問(wèn)題，同時(shí)該系統(tǒng)內(nèi)部還具有頻率解析機(jī)能(FFT)，通過(guò)
FFT可以檢測(cè)機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
2，不同過(guò)載能力
步進(jìn)電機(jī)一般沒(méi)有過(guò)載的能力。具有較強(qiáng)過(guò)載能力的交流伺服電機(jī)。作為一個(gè)例子，松下交流伺服系統(tǒng)具有速度過(guò)載和力矩過(guò)載的特性。它的最大扭矩是額定扭矩的三倍，可以用來(lái)克服啟動(dòng)時(shí)慣性負(fù)載所產(chǎn)生的扭矩。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于沒(méi)有這樣的過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選擇較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而在正常運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)不需要這么大的轉(zhuǎn)矩，就會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)力矩的現(xiàn)象。
3，不同的速度響應(yīng)性能
步進(jìn)馬達(dá)由靜止加速到工作速度(通常是每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。以松下 MSMA 400
W交流伺服電機(jī)為例，交流伺服系統(tǒng)從靜止加速到3000 RPM的額定轉(zhuǎn)速只需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
4，不同運(yùn)行性能
步進(jìn)電機(jī)的控制采用開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大容易發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高容易發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象，因此，應(yīng)處理好升、降速度問(wèn)題，以保證電機(jī)的控制精度。在交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用閉環(huán)控制，可直接采集電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)，并在內(nèi)部形成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)丟步或過(guò)沖現(xiàn)象，控制性能更可靠。
5，不同的控制精度
兩相混合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角一般為3.6°，1.8°;五相混合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角一般為0.72°，0.36°。還有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)，步距角度較小。這種步距角可與德國(guó)百格拉公司(BERGER
LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)相兼容，步距角可設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°和0.036°，與四通公司生產(chǎn)的步距角相容。
電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證了交流伺服電機(jī)的控制精度。就松下全數(shù)字交流伺服電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，所以對(duì)帶2500線標(biāo)準(zhǔn)編碼器的電機(jī)，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對(duì)具有17位編碼器的馬達(dá)來(lái)說(shuō)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器接收217=131072個(gè)脈沖馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，它的脈沖當(dāng)量是360°/131072=9.89秒。即1/655步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量。
通過(guò)以上的分析，我們發(fā)現(xiàn)交流伺服系統(tǒng)在很多方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但是在一些要求不高的場(chǎng)合中也常采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行電機(jī)。因此，在設(shè)計(jì)工業(yè)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮控制要求、成本等因素，選擇合適的伺服控制系統(tǒng)。