在原理上看

伺服電動(dòng)機的原理

伺服電動(dòng)機也稱(chēng)為運行電動(dòng)機，用作將從自動(dòng)控制系統接收的電信號轉換為電動(dòng)機軸的角位移或角速度輸出的致動(dòng)器。它分為兩類(lèi)：DC和AC伺服電機。

當伺服電機接收到1個(gè)脈沖時(shí)，它旋轉與1個(gè)脈沖相對應的角度以實(shí)現位移。由于伺服電動(dòng)機本身具有發(fā)送脈沖的功能，因此，每當伺服電動(dòng)機旋轉一個(gè)角度時(shí)，就以這種方式由伺服電動(dòng)機接收到的脈沖形成一個(gè)閉環(huán)。系統知道向伺服電機發(fā)送了多少個(gè)脈沖，以及同時(shí)接收了多少個(gè)脈沖。這樣，可以精確地控制電動(dòng)機的旋轉并精確地對其進(jìn)行定位。

步進(jìn)電機的原理

步進(jìn)電機是用于控制的特殊電機，并且是將電脈沖轉換為角位移的執行器。當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到脈沖信號時(shí)，其驅動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機沿設定方向旋轉固定角度（稱(chēng)為“步進(jìn)角度”），并以固定步進(jìn)角度逐步旋轉?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖數來(lái)控制每個(gè)位移，以達到精確的定位目的。同時(shí)，可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電動(dòng)機旋轉的速度和加速度。調速的目的如果更改繞組的通電順序，則電動(dòng)機會(huì )反轉。

使用性能上看

1.控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機的步進(jìn)角通常為3.6°，1.8°，五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機的步進(jìn)角通常為0.72°，0.36°。也有步進(jìn)角較小的高性能步進(jìn)電機。例如，Stone Company生產(chǎn)的低速線(xiàn)材機床中使用的步進(jìn)電機的步進(jìn)角為0.09°，德國B(niǎo)ergerlahr生產(chǎn)的三相混合型步進(jìn)電機的步進(jìn)角可以通過(guò)撥盤(pán)進(jìn)行調節。代碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°，0.9°，0.72°，0.36°，0.18°，0.09°，0.072°，0.036°，并且與兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步進(jìn)角兼容。

交流伺服電機的控制精度由電機軸后部的旋轉編碼器保證。以松下的全數字交流伺服電機為例。對于帶有標準2500行編碼器的電機，由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，因此脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶有17位編碼器的電動(dòng)機，每當驅動(dòng)器收到217=131072脈沖時(shí)，電動(dòng)機就會(huì )旋轉1圈。也就是說(shuō)，該脈沖為360°/131072=9.89秒。它是與步距角為1.8°的步進(jìn)電機相對應的脈沖的1/655。

2.各種低頻特性

步進(jìn)電機在低速時(shí)容易產(chǎn)生低頻振動(dòng)。振動(dòng)頻率與負載條件和驅動(dòng)器的性能有關(guān)，通常將振動(dòng)頻率視為電動(dòng)機空載起飛頻率的一半。由步進(jìn)電機的工作原理確定，這種低頻振動(dòng)現象非常不利于機器的正常運行。當步進(jìn)電動(dòng)機以低速運行時(shí)，通常應使用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，例如在電動(dòng)機上增加阻尼器或在驅動(dòng)器中使用分段技術(shù)。交流伺服電機運行非常平穩，即使在低速時(shí)也沒(méi)有振動(dòng)。 AC伺服系統具有共振抑制功能，可以彌補機器的剛性不足，并且系統的內部頻率分析功能（FFT）可以檢測到機器的共振點(diǎn)，便于系統調整。

3.不同的瞬時(shí)頻率特性

步進(jìn)電動(dòng)機的輸出轉矩隨著(zhù)速度的增加而減小，并在高速時(shí)迅速減小，因此大運行速度通常為300至600RPM。交流伺服電機具有恒定的轉矩輸出。換句話(huà)說(shuō)，它可以在額定速度（通常為2000RPM或3000RPM）內輸出額定轉矩，并且可以在額定速度以上輸出恒定功率。

4.各種過(guò)載能力

步進(jìn)電機通常沒(méi)有過(guò)載能力。交流伺服電機具有很強的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統為例。具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載功能。大扭矩是額定扭矩的3倍，可以克服啟動(dòng)時(shí)慣性負載的慣性矩。步進(jìn)電機不具有這樣的過(guò)載能力，因此在選擇模型時(shí)，您通常必須選擇具有較大扭矩的電機來(lái)克服這種慣性矩，并且在正常運行期間該機器不需要那么大的扭矩。因此出現扭矩。

5.不同的運行性能

步進(jìn)電機的控制是開(kāi)環(huán)控制。如果啟動(dòng)頻率太高或負載太大，則很容易失去步伐或失速。如果速度太高，則很容易過(guò)沖。因此，為了確?？刂凭?，您必須很好地處理加速和減速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制。驅動(dòng)器可以直接采樣電機編碼器的反饋信號。位置環(huán)和速度環(huán)形成在內部。通常，步進(jìn)電動(dòng)機不會(huì )失步或超調并失去控制。性能更穩定。

6.不同的速度響應性能

步進(jìn)電動(dòng)機從靜止狀態(tài)加速到工作速度（通常為每分鐘幾百轉）需要200到400毫秒。交流伺服系統的加速性能更好。以Panasonic MSMA400W交流伺服電機為例，從靜止狀態(tài)加速到額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，因此可用于需要高速控制的場(chǎng)合。啟動(dòng)和停止。