步進電機和交流伺服電機性能比較
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-14 21:41:52 來源:《Design News技術論壇》
步bu進jin電dian機ji是shi一yi種zhong離li散san運yun動dong的de裝zhuang置zhi,它ta和he現xian代dai數shu字zi控kong製zhi技ji術shu有you著zhe本ben質zhi的de聯lian係xi。在zai目mu前qian國guo內nei的de數shu字zi控kong製zhi係xi統tong中zhong,步bu進jin電dian機ji的de應ying用yong十shi分fen廣guang泛fan。隨sui著zhe全quan數shu字zi式shi交jiao流liu伺si服fu係xi統tong的de出chu現xian,交jiao流liu伺si服fu電dian機ji也ye越yue來lai越yue多duo地di應ying用yong於yu數shu字zi控kong製zhi係xi統tong中zhong。為了適應數字控製的發展趨勢,運動控製係統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控製方式上相似(脈衝串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。
一、控製精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小,如北京和利時電機技術有限公司(原四通電機)生產的一種用於慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09°;三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°等等,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控製精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。以某進口品牌電機為例,有標準2500線編碼器的電機,由於驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈衝當量為360°/10000=0.036°;而對於帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收217=131072個脈衝電機轉一圈,即其脈衝當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈衝當量的1/655。
二、低頻特性不同
步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)在(zai)低(di)速(su)時(shi)易(yi)出(chu)現(xian)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang)。振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)與(yu)負(fu)載(zai)情(qing)況(kuang)和(he)驅(qu)動(dong)器(qi)性(xing)能(neng)有(you)關(guan),一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)為(wei)電(dian)機(ji)空(kong)載(zai)起(qi)跳(tiao)頻(pin)率(lv)的(de)一(yi)半(ban)。這(zhe)種(zhong)由(you)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)所(suo)決(jue)定(ding)的(de)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang)對(dui)於(yu)機(ji)器(qi)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)非(fei)常(chang)不(bu)利(li)。當(dang)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)工(gong)作(zuo)在(zai)低(di)速(su)時(shi),一(yi)般(ban)應(ying)采(cai)用(yong)阻(zu)尼(ni)技(ji)術(shu)來(lai)克(ke)服(fu)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang),比(bi)如(ru)在(zai)電(dian)機(ji)上(shang)加(jia)阻(zu)尼(ni)器(qi),或(huo)驅(qu)動(dong)器(qi)上(shang)采(cai)用(yong)細(xi)分(fen)技(ji)術(shu)等(deng)。
jiaoliusifudianjiyunzhuanfeichangpingwen,jishizaidisushiyebuhuichuxianzhendongxianxiang。jiaoliusifuxitongjuyougongzhenyizhigongneng,kehangaijixiedegangxingbuzu,bingqiexitongneibujuyoupinlvjiexijineng(FFT),可檢測出機械的共振點,便於係統調整。
三、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300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
bujindianjiyibanbujuyouguozainengli。jiaoliusifudianjijuyoujiaoqiangdeguozainengli。yisenchuangjiaoliusifuxitongweili,tajuyousuduguozaihezhuanjuguozainengli。qizuidazhuanjuweiedingzhuanjudesanbei,keyongyukefuguanxingfuzaizaiqidongshunjiandeguanxingliju。bujindianjiyinweimeiyouzhezhongguozainengli,zaixuanxingshiweilekefuzhezhongguanxingliju,wangwangxuyaoxuanqujiaodazhuanjudedianji,erjiqizaizhengchanggongzuoqijianyoubuxuyaonamedadezhuanju,bianchuxianlelijulangfeidexianxiang。
五、運行性能不同
步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)為(wei)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi),啟(qi)動(dong)頻(pin)率(lv)過(guo)高(gao)或(huo)負(fu)載(zai)過(guo)大(da)易(yi)出(chu)現(xian)丟(diu)步(bu)或(huo)堵(du)轉(zhuan)的(de)現(xian)象(xiang),停(ting)止(zhi)時(shi)轉(zhuan)速(su)過(guo)高(gao)易(yi)出(chu)現(xian)過(guo)衝(chong)的(de)現(xian)象(xiang),所(suo)以(yi)為(wei)保(bao)證(zheng)其(qi)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du),應(ying)處(chu)理(li)好(hao)升(sheng)、降速問題。
交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)為(wei)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi),驅(qu)動(dong)器(qi)可(ke)直(zhi)接(jie)對(dui)電(dian)機(ji)編(bian)碼(ma)器(qi)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang),內(nei)部(bu)構(gou)成(cheng)位(wei)置(zhi)環(huan)和(he)速(su)度(du)環(huan),一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)丟(diu)步(bu)或(huo)過(guo)衝(chong)的(de)現(xian)象(xiang),控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)更(geng)為(wei)可(ke)靠(kao)。
六、速度響應性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鍾幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服係統的加速性能較好,以某品牌400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用於要求快速啟停的控製場合。
zongshangsuoshu,jiaoliusifuxitongzaixuduoxingnengfangmiandouyouyubujindianji。danzaiyixieyaoqiubugaodechangheyejingchangyongbujindianjilaizuozhixingdiandongji。suoyi,zaikongzhixitongdeshejiguochengzhongyaozonghekaolvkongzhiyaoqiu、成本等多方麵的因素,選用適當的控製電機。