伺服驅動(dòng)系統(簡(jiǎn)稱(chēng)伺服系統)是以機械位置或角度為控制對象的自動(dòng)控制系統，如數控機床。伺服系統中使用的驅動(dòng)電機要求響應速度快、定位準確、轉動(dòng)慣量大(機電系統中使用的伺服電機轉動(dòng)慣量大，可以直接與螺桿等機械部件連接。伺服電機有一個(gè)特殊的小慣性電機，以獲得非常高的響應速度。然而，這種電機過(guò)載能力低，因此在進(jìn)給伺服系統中使用時(shí)，必須加速和減速。

轉動(dòng)慣量反映了系統的加速度特性。選擇伺服電機時(shí)，系統的轉動(dòng)慣量不能超過(guò)電機轉動(dòng)慣量的3倍。)，這種特殊的電機叫伺服電機。當然，它的基本工作原理與普通交流/DC電機沒(méi)有什么不同。這種電機的特殊驅動(dòng)單元稱(chēng)為伺服驅動(dòng)單元，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)伺服。通常，其內部包括電流、速度和/或位置的閉環(huán)。

步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行器。步進(jìn)驅動(dòng)器接收到脈沖信號后，驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向旋轉一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步角”)，其旋轉以固定的角度步進(jìn)運行。角位移可以通過(guò)控制脈沖數來(lái)控制，從而達到精確定位的目的；同時(shí)，可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機的速度和加速度，從而達到調速的目的。步進(jìn)電機可作為控制專(zhuān)用電機，因其無(wú)累積誤差(精度為100%)而廣泛應用于各種開(kāi)環(huán)控制中。目前常用的步進(jìn)電機有反應式步進(jìn)電機(VR)、永磁步進(jìn)電機(PM)、混合式步進(jìn)電機(HB)和單相步進(jìn)電機。

伺服電機內部的轉子是永磁體，由驅動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉子在這個(gè)磁場(chǎng)的作用下旋轉。同時(shí)，電機的編碼器將信號反饋給驅動(dòng)器，驅動(dòng)器根據反饋值與目標值的比較來(lái)調整轉子的旋轉角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度(行數)。步進(jìn)電機與交流伺服電機性能比較步進(jìn)電機是一種離散運動(dòng)裝置，本質(zhì)上與現代數字控制技術(shù)有關(guān)。在目前國內的數控系統中，步進(jìn)電機被廣泛使用。隨著(zhù)全數字交流伺服系統的出現，交流伺服電機越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，在運動(dòng)控制系統中，大多采用步進(jìn)電機或全數字交流伺服電機作為執行電機。雖然它們在控制方式(脈沖序列和方向信號)上相似，但在性能和應用上卻有很大的不同。本文比較了這兩種系統的性能。

步進(jìn)電機和伺服電機的區別

1.不同控制精度的兩相混合式步進(jìn)電機的步距角一般為3.6。 1.8°五相混合式步進(jìn)電機的步距角一般為0.72 & # 176；0.36°還有一些步進(jìn)角度較小的高性能步進(jìn)電機。比如Stone公司生產(chǎn)的線(xiàn)切割機床用步進(jìn)電機，步進(jìn)角為0.09 & # 176；伯杰LAHR公司生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機的步距角可以通過(guò)傾角開(kāi)關(guān)設置為1.8。0.9°0.72°0.36°0.18°0.09°0.072°0.036°兼容兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字交流伺服電機為例，對于標準2500線(xiàn)編碼器的電機，脈沖當量為360 & # 176；/10000=0.036°對于帶17位編碼器的電機，驅動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖，電機旋轉一次，即其脈沖脈沖當量為360 & # 176；/131072=9.89秒。就是步角是1.8 & # 176；步進(jìn)電機脈沖當量的1/655。

第二，不同低頻特性的步進(jìn)電機在低速時(shí)容易產(chǎn)生低頻振動(dòng)。振動(dòng)頻率與負載條件和駕駛員的表現有關(guān)。一般認為振動(dòng)頻率是電機空載起飛頻率的一半。這種由步進(jìn)電機工作原理決定的低頻振動(dòng)現象，對機器的正常運轉非常不利。步進(jìn)電機低速工作時(shí)，應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，如在電機上增加阻尼器或在驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)。交流伺服電機運行非常平穩，即使低速也不會(huì )振動(dòng)。交流伺服系統具有共振抑制功能，可以彌補機械剛性不足，系統內部具有頻率分析功能(FFT)，可以檢測機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。

3.不同矩頻特性的步進(jìn)電機輸出轉矩隨著(zhù)轉速的增加而減小，在較高轉速時(shí)急劇下降，因此其大工作轉速一般為300 ~ 600 rpm。交流伺服電機具有恒定的扭矩輸出，即在其額定轉速(一般為2000轉/分或3000轉/分)內輸出額定扭矩，在額定轉速以上輸出恒定功率。

4.過(guò)載能力不同的步進(jìn)電機一般沒(méi)有過(guò)載能力。交流伺服電機過(guò)載能力強。以松下交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載的能力。大扭矩是額定扭矩的三倍，可以用來(lái)克服起動(dòng)力矩時(shí)慣性負載的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選舉中

型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期 間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。

　　五、運行性能不同 步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn) 題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性 能更為可靠。

　　六、速度響應性能不同 步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以松下MSMA 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，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

　　綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。