步进电机和交流伺服电机性能比较

步进电机和交流伺服电机性能比较一、控制精度不同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。如四通公司生产的一种用于慢 走丝机床的步进电机，其步距角为0.09 ;德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相 混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、 0.09、0.072、0.036，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服 电机为例，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=13107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、低频特性不同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 般认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机能（FFT），可检 测出机械的共振点，便于系统调整。三、矩频特性不同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300600RPM。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、过载能力不同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。以松下交流伺服系 统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯 性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种 惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩 便出现了力矩浪费的现象。五、运行性能不同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、降速问题。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、速度响应性能不同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200400毫秒。交流伺 服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，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，交流伺服系统在许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、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。