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步进电机和交流伺服电机的六大性能比较

文章出处:汉德保(HDB)电机 人气:236发表时间:2018-10-31

      步进电机是我们最为熟悉的一种执行元件,在国内的数字控制系列中应用十分广泛。然而随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。步进电机与交流伺服电机相比较固然会有相似之处(脉冲串和方向信号),但在使用场合及性能方面还是存在着较大的差异。就此问题,汉德保电机将为大家将两者间的使用性能作一分析对比。步进电机

一、步进电机和交流伺服电机控制精度性能比较 
首先看步进电机方面,两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后真个旋转编码器保证。对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 
二、步进电机和交流伺服电机低频特性性能比较
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般以为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。 
交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析性能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。 
三、步进电机和交流伺服电机矩频特性性能比较
步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。 
四、步进电机和交流伺服电机过载能力不同性能比较
步进电机一般不具有过载能力。
交流伺服电机具有较强的过载能力。
五、步进电机和交流伺服电机运行性能比较
步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速题目。
交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。 
六、步进电机和交流伺服电机速度响应性能比较
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。
交流伺服系统的加速性能较好,多数交流伺服电机从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。 
综上所述,交流伺服系统在很多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、本钱等多方面的因素,选用适当的控制电机。


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此文关键词:步进电机和交流伺服电机