步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能綜合比較（1/2）

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的、穩(wěn)定的、高精度的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、噪聲低、可靠性高等特點(diǎn)。

步進(jìn)電機(jī)有兩種：直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)角位移或線位移的電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)組成，通常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器中的電壓和電流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

交流伺服電機(jī)是一種具有位置、速度和轉(zhuǎn)矩三個(gè)獨(dú)立控制環(huán)節(jié)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它采用數(shù)字信號(hào)控制，可以實(shí)現(xiàn)位置和轉(zhuǎn)矩等控制參數(shù)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，并可根據(jù)輸入信號(hào)的不同進(jìn)行不同程度的無(wú)級(jí)調(diào)速。

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電機(jī)是利用電子線路產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)（通常為1/3或1/4脈沖），驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。其基本工作原理是：當(dāng)脈沖信號(hào)加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上時(shí)，由于轉(zhuǎn)子與定子繞組之間存在有角度（或稱位移），轉(zhuǎn)子便以固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，形成了感應(yīng)電勢(shì)。

感應(yīng)電勢(shì)通過(guò)導(dǎo)線與直流電相連接，當(dāng)脈沖信號(hào)停止時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)也隨之消失。直流電再通過(guò)另一根導(dǎo)線與控制電路相連接。

在控制電路中，通常以脈沖數(shù)來(lái)表示脈沖的個(gè)數(shù)，一個(gè)脈沖表示為0或1的整數(shù)倍。通常步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給精度可以達(dá)到0.01度左右（1步），對(duì)定位精度要求高的場(chǎng)合步進(jìn)電機(jī)精度可達(dá)到0.01 mm （100步）。

交流伺服電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，主要由驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、測(cè)量電路三部分組成。在其輸出軸上安裝有交流編碼器，可通過(guò)測(cè)量輸入電信號(hào)（脈沖）的數(shù)目和極性來(lái)確定其輸出電壓（頻率或幅值）的大小和方向。

通過(guò)控制電流的大小來(lái)改變交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。交流伺服電機(jī)還可以通過(guò)位置傳感器和編碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)位置和速度的反饋。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)；步進(jìn)電機(jī)有兩種：直流電機(jī)和交流電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)而定，不能高速旋轉(zhuǎn)；交流電動(dòng)機(jī)是將交流電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過(guò)整流、濾波等電路將電壓降為直流電再變回交流電。

交流伺服電機(jī)是一種具有位置、速度和轉(zhuǎn)矩等獨(dú)立控制環(huán)節(jié)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它采用數(shù)字信號(hào)控制（DSP），具有位置、轉(zhuǎn)矩等控制參數(shù)可以進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，并可根據(jù)輸入信號(hào)的不同進(jìn)行不同程度的無(wú)級(jí)調(diào)速。

其特點(diǎn)是體積小、重量輕、效率高、性能穩(wěn)定可靠，可在各種惡劣環(huán)境下使用。交流伺服電機(jī)常與位置傳感器或編碼器配合使用，以提高系統(tǒng)精度和響應(yīng)速度。

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)響應(yīng)速度比較

在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)都有各自的響應(yīng)速度。交流伺服電機(jī)響應(yīng)速度要快于步進(jìn)電機(jī)。通常情況下，在較高的開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速下，步進(jìn)電機(jī)可以達(dá)到很高的響應(yīng)速度，但在較低的開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速下，交流伺服電機(jī)的響應(yīng)速度又會(huì)很快。

在許多應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)極高的運(yùn)動(dòng)精度。從機(jī)械角度來(lái)看，步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)有很好的跟隨性能。它可以保證在低速時(shí)有很好的速度精度。因此，步進(jìn)電機(jī)適用于大多數(shù)需要高運(yùn)動(dòng)精度的應(yīng)用場(chǎng)合。

交流伺服電機(jī)具有非?？斓捻憫?yīng)速度，而且是無(wú)極調(diào)速，因此它可以廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)。此外，交流伺服電機(jī)在高速時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，在高速運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。由于其響應(yīng)速度快，因此交流伺服電機(jī)可以廣泛應(yīng)用于高精度、高速度的場(chǎng)合中。

續(xù)（2/2）......

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審核編輯 黃宇