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標題: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教] [打印本頁]

作者: philharmonia 時間: 2007-4-24 17:05
標題: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
伺服電機、步進電機各有什么特點？有什么區別？

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:32
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
http://bbs.cmiw.cn/forums/115834/ShowPost.aspx
這是駱駝草如何正確選擇伺服電機和步進電機（文摘）

http://bbs.cmiw.cn/forums/49858/ShowPost.aspx
這是采樵人步進電機和交流伺服電機性能比較

http://bbs.cmiw.cn/forums/70549/ShowPost.aspx
這是黃一鈁步進電機原理及使用說明

有很多大俠以前都參予了討論，我在這也就不怎么多補充了。做個鏈接給你吧。

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:41
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
http://bbs.cmiw.cn/forums/70984/ShowPost.aspx
這是黃一鈁步進、伺服電機問答（摘錄）

http://bbs.cmiw.cn/forums/54798/ShowPost.aspx
這是豆芽菜伺服電機的制動方式

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:47
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
步進電機和交流伺服電機性能比較[ZT]
   步進電機是一種離散運動的裝置，它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢，運動控制系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。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），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、控制精度不同

   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。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。

%%  交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2500線編碼器的電機而言，由于驅動器內部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。

二、低頻特性不同

  步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。

%% 交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統調整。

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

  步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時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

步進電機的控制為開環控制，啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象，停止時轉速過高易出現過沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內部構成位置環和速度環，一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象，控制性能更為可靠.

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合  %%%%%

綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以，在控制系統的設計過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.

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:48
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
簡單可以這樣講,

問題：伺服電機和步進電機相比，有何優勢？

解答：和步進電機相比，伺服電機有以下幾點優勢：
   1、實現了位置，速度和力矩的閉環控制；克服了步進電機失步的問題；
   2、高速性能好，一般額定轉速能達到2000～3000轉；（其實不止于此）
   3、抗過載能力強，能承受三倍于額定轉矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場
      合特別適用；
   4、低速運行平穩，低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響
      應要求的場合；
   5、電機加減速的動態相應時間短，一般在幾十毫秒之內；
   6、發熱和噪音明顯降低。

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:50
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
網友：劉巖利老師　　2005-4-13 19:51:00 發表的貼子
　　寫這個帖子的人，是賣交流伺服電機的吧？內容基本正確，但是，不全面。樓主用于對比的幾個部分，有些是可以從另外一個角度來看的。
　　1、控制精度不同
　　顯然，樓主不知道步進電機驅動器有“細分”的概念。兩相步進電機的步進角是1.8度沒錯，但是，現在64細分的驅動器也很常見了。注意，這個時候，電機是200*64=12800個脈沖轉一圈。而市面上常見的交流伺服，編碼器不過是2048或者2500線的。當然，有17位編碼器的電機，不過，步進驅動器也有256細分的。從分辨率而言，交流伺服還是要高一些，但是遠沒有樓主所寫得那么夸張。而且，既然是說控制精度，那么，用過伺服的人都應該知道，伺服的動態重現性是分辨率的多少倍。就常規設計而言，選型時，要把重現性指標乘以5作為伺服反饋的分辨率。這樣，伺服的控制精度真的比伺服好嗎？
　　2、低頻特性不同
　　當步進電機細分數達到32以上時，基本就沒有低頻振動的問題了。而伺服想保持一個準確、穩定的低速，用過的人應該知道參數有多難調（只要速度、不要位置的話，還好做一點）
　　3、頻矩特性不同
　　對于轉矩，需要補充一點，伺服本身是沒有保持力矩的，而步進電機有保持力矩。區別在于，伺服電機的所謂靜止，實際上是一個動平衡的過程，電機不會真的停在指定位置上（所以交流伺服的重現性要定到反饋分辨率的3-5倍，而步進電機重現性可以比分辨率更高）。
　　4、過載能力不同
　　這個沒有什么可說的，不過對于力矩浪費的說法，還是有點意見。很多步進驅動器提供了半流功能，在不需要全力矩輸出的時候，可以降低電流，減小力矩。
　　5、運行性能不同
　　丟步確實是步進電機的致命缺陷，但是，伺服就可以不考慮加減速的曲線嗎？你真給一個階躍信號試試，電機會有多大的抖動。不過抖歸抖，最終還是會停在正確的位置上，這確實比步進強。如果是定位控制，這個抖動無所謂了，如果是過程控制，誰敢這么用？
　　6、速度響應性能不同
　　因為交流伺服可以有瞬間大扭矩輸出，所以加速性能可能比步進強，不過松下加到3000RPM用幾毫秒，先試過再來說話好不好？而且說到響應，那就不能不說交流伺服的本質缺陷——滯后。一般電機，速度環響應2毫秒，位置環響應則很少看到數據，一般認為是8毫秒。說到快速起停，伺服總是手其響應頻率限制，而步進電機基本不用考慮響應時間的問題。用步進電機可以很簡單的做到一秒起停100次，每次移動20微米，用伺服大家可以試試看。
　　步進與伺服，無所謂優劣，各有適用場合而已，一般來說，大負載，高速度的應用，不要用步進電機，但低負載、低速度的場合，高細分的步進性能比交流伺服要好。

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-24 20:51
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
網友凡夫俗子老師：　　2005-6-4 11:52:00 發表的貼子
　　伺服和步進各有優缺點，都有彼此無法替代的特點：
　　1、在控制精度上，我個人的想法一般情況下還是伺服優于步進，步進是有細分，但細分高于40以上還有實際意義嗎？256細分的步角已經出現大小步的現象了，如何談精度？個人認為40以上的細分已經不能作為定位了，只能為了加強運行的平滑性，而伺服電機可以通過外部的編碼器分辨率的加大來提高精度。
　　2、伺服在微動或定位保持上確實是一種動態的平衡，它是系統通過檢測的位置信號進行的負反饋PID調節，它低于一個編碼器分辨率時的微動不響應，定位保持時也是動態的響應外部負載而隨時改變力矩以達到動態的靜平衡，保持精度比步進差。
　　3、由于步進電機驅動通常帶有細分，而停止時通常會停止在細分點也就是不是磁極點上，那么停電后再次上電時驅動器不會按照停止時的各相電流進行分配，那么出現了步進電機重新上電時通常會出現強烈的小振一下，也就是轉子迅速與初始定子磁場對應，而伺服沒有該現象。
　　4、關于響應時間，步進在其啟動頻率和加速允許的條件下確實可以做到比伺服快的多頻繁正反向啟動停止，但其有嚴格的啟動頻率和加速要求，如果是高頻啟動，例如：單次的0到1000轉/分（普通步進只能幾百轉/分，舉例按能達到高速的3相混合步進算），伺服從接到脈沖到整定結束的時間會比步進的加速時間快。
　　5、關于最高速和步進有丟步問題上：伺服優勢明顯。
　　6、伺服由于有PID調節，會有整定時間的問題，該時間會隨速度的高低和負載的變化而變化，該整定時間可控性差。整定時間與加減速時間不同，整定時間由系統PID增益、積分時間常數、設定速度值等等因素影響。步進卻沒有整定時間的概念，加減速時間簡單可控制。
　　7、轉矩的控制上，步進的電機的轉矩會隨著速度的變化而明顯改變，在高速區域會隨著速度的變化產生強烈的下降；伺服在額定轉速內最大轉矩為恒力矩輸出，而且伺服可以進行力矩控制，這是步進無法做倒的。
　　8、價格上，步進優勢很明顯。

作者: 我在飛 時間: 2007-4-24 21:24
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
隨風而去大俠好

你介紹的太詳細了。謝謝！

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-25 19:22
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
TO：我在飛

其實http://bbs.cmiw.cn/forums/70984/ShowPost.aspx
這是黃一鈁步進、伺服電機問答（摘錄）

里面已經介紹的相當的詳細了，我只是又花了點時間從工控網那里把劉巖利老師和凡夫俗子老師的東西又添了進來。如果我沒有記錯，兩位大家在05年的時候還得過工控網的獎。

作者: philharmonia 時間: 2007-4-25 21:29
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
感謝隨風而去！
如果用西門子S7-200控制伺服電機，如何連線？都用到那些指令？謝謝~~

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-26 18:11
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
TO：卷毛藝術家
西門子的設備我不是很熟，所以用那些指令我沒有辦法跟你細說。

如果你對他們有興趣，建議你多多關注伺服驅動和伺服電機方面的東西，這兩塊是連在一起的。

說是用PLC控制伺服電機，其它我們只用PLC來控制伺服驅動，然后由伺服驅動來控制伺服電機。

作者: philharmonia 時間: 2007-4-26 22:38
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
斑竹能否說說用PLC控制伺服驅動器時，都用到那些指令呢？如何連線呢？課程設計要用，一直沒查到~~嘻嘻~~

作者: 隨風而去 時間: 2007-4-27 18:52
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
更具體的我就不怎么多說了，給你推薦給網址吧

：）

http://www.servo.hk/index.asp
伺服控制

它是一本新雜志，開辦有些年頭了，但銷路一直不是很好。但目前就它網站里貼出來的CASE已經非常的好了！

PS
呵呵~~
順便也給它做做廣告吧~~~

作者: moses007 時間: 2007-8-4 11:27
標題: Re: 伺服電機和步進電機的特點和區別---[求教]
受益匪淺。。。。。。。。。。。。。。。

作者: amu3k 時間: 2009-12-6 00:29
不錯，學到的畢課本多多了。謝謝分享

作者: 劉慶慶 時間: 2009-12-8 21:33
謝謝分享了

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