步進電機與伺服電機的區別及應用

junehut

本文就現實中常見的伺服與步進的差異作了詳細、深入地說明，相信大家看了以后，再也不會輕易的就表示步進不如伺服了！
摘要：目前的國內工控業界，提起步進電機與伺服電機，主流的觀點就是伺服電機要比步進電機好，伺服電機可以完全替換步進電機。只有出于成本考量才采用步進電機。實際上這是一種錯誤的觀點，伺服與步進正如同尺與寸一樣，只能說尺有所短，寸有所長，他們各自都是各自適用的領域，也有各自不擅長的領域。因此如何選用適合的電機，一是需要了解實際的現場要求，二就是要清楚伺服電機和步進電機各自的特性。
關鍵詞：伺服電機、步進電機、閉環控制、開環控制、編碼器、增益調整
伺服馬達這一名詞的由來，是從 Servant（忠實的仆人）轉變而來的。這是因為使用于設備中的伺服馬達會依照使用者的指令，忠實地執行動作，故以此命名。
結束語：
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、高頻率的場合，高細分的步進性能比交流伺服要好。同時要注意伺服電機對于使用者有一定的要求，因此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，主要依據現場要求來選用適當的控制電機。

舟航

基本上看了很多帖，下面這個帖子應該算說的比較好了，具體應用其實就是編程的過程了，伺服電機調參數比較復雜，還有就是調PID是個技術活。希望有高人能舉個例子詳細說明下。

黃一坊大俠在論壇曾經有個貼http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=16539&extra=page%3D19

還有這個貼，很多壇子里高手都有討論http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=11143&extra=page%3D46


步進電機和交流伺服電機性能比較
步進電機和交流伺服電機性能比較


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。

1.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。

2.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。

3.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。

4. 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。

5.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。

6.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。

sun681006

閉環控制、開環控制、編碼器、增益調整
還沒有解釋！？

mjhls

能不能把附件掛上啊

syw開門造車

junehut 網友好！
.
我想看你的論文，并想你作進一步的討論，如果到你的那個網站去討論，我們社區的網友無法受益。
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syw  090616---07.41

我是害蟲

鏈接論文為*.pdf格式
junehut  大俠好，俺擅自將論文轉載過來了，請見諒。

期待！
尺有所短、寸有所長.pdf (1.33 MB, 下載次數: 98)

2009-6-20 09:14 上傳

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螺旋線

步進不如伺服，這個是定論，不用討論了。
用步進還是伺服要看具體的應用，綜合各方面考慮。
從根本上說，步進是個離散系統而伺服可以是連續系統。
從控制水平上說，最高水平是模擬系統控制直流伺服。而不是數字系統控制交流伺服或步進。

pioneer566

仔細看了樓主的文章
大概意思 各有千秋
深有收獲
頂一下

zhgw2006

學習下。看看

lwc0769

值得學習