1净纬、伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)诫睬，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系判逊。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛纲堵。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)瓢疤，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中湖员。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢跳仿，運(yùn)動控制系統(tǒng)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)行電動機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)浸策，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異》爰現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一庸汗、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°惫确、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °仔同、0.36°键切。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分后步距角更小庐穴。如山洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°圃靖、0.9°、0.72°蝇硅、0.36°榛蜻、0.18°、0.09°翁漠、0.072°盅力、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角舆焕。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證按任。以山洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例汉疮，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)杠滓，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°丛剿。對于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈臊岸，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°橙数，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二帅戒、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象灯帮。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半逻住。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利钟哥。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)來克服低頻振動現(xiàn)象鄙信，比如在電機(jī)上加阻尼器瞪醋，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)装诡，即使在低速時(shí)也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象银受。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足鸦采，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)宾巍，可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整蜗南。
三叭蜂、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，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會急劇下降饰测，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM唬研。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi)靡庵，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩尼削，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四燕汗、過載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力静瞄。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以山洋交流伺服系統(tǒng)為例枣惨，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力蓄惫。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(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力萨驶，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩歉摧，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩腔呜，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象判莉。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制育谬，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象券盅，停止時(shí)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膛檀，應(yīng)處理好升锰镀、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制咖刃，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣泳炉，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象嚎杨，控制性能更為可靠花鹅。
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毫秒枫浙。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好呐缸，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒尼缨，可用于要求快速啟停的控制場合疫谱。
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)综货。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)嚣惭。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求螃势、成本等多方面的因素罕擒，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
2距档、伺服電機(jī)的選型計(jì)算方法 ：
一氧液、轉(zhuǎn)速和編碼器分辨率的確認(rèn)。
二便透、電機(jī)軸上負(fù)載力矩的折算和加減速力矩的計(jì)算尔网。
三酬俯、計(jì)算負(fù)載慣量航厚，慣量的匹配，安川伺服電機(jī)為例，部分產(chǎn)品慣量匹配可達(dá)50倍幔睬，但實(shí)際越小越好眯漩，這樣對精度和響應(yīng)速度好。
四麻顶、再生電阻的計(jì)算和選擇赦抖，對于伺服，一般2kw以上辅肾，要外配置队萤。
五、電纜選擇矫钓，編碼器電纜雙絞屏蔽的要尔，對于安川伺服等日系產(chǎn)品絕對值編碼器是6芯，增量式是4芯新娜。
