伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)和區(qū)別---[求教]

philharmonia

伺服電機(jī),、步進(jìn)電機(jī)各有什么特點(diǎn),？有什么區(qū)別,？

隨風(fēng)而去

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這是 駱駝草 如何正確選擇伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)（文摘）

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這是 采樵人 步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較

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這是 黃一鈁 步進(jìn)電機(jī)原理及使用說(shuō)明

有很多大俠以前都參予了討論,，我在這也就不怎么多補(bǔ)充了。做個(gè)鏈接給你吧,。

隨風(fēng)而去

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這是 黃一鈁 步進(jìn),、伺服電機(jī)問(wèn)答（摘錄）

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這是 豆芽菜  伺服電機(jī)的制動(dòng)方式

隨風(fēng)而去

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較[ZT]      
      步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系,。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),，交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中,。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī),。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)）,，但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。現(xiàn)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(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°、 1.8°,，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °,、0.36°,。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī),，其步距角為0.09°,；德國(guó)百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)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(jìn)電機(jī)的步距角,。

%%  交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例,，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°,。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒,。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。      

二,、低頻特性不同

  步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半,。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利,。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,，比如在電機(jī)上加阻尼器,，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

%%   交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象,。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足,，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT）,，可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整,。  

三,、矩頻特性不同

   步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM,。

   交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出.

四,、過(guò)載能力不同

  步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力,。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍,，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩,。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象 .

五,、運(yùn)行性能不同

   步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制,，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象,，所以為保證其控制精度,，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題,。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象,，控制性能更為可靠.

六、速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒,。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,，以松下MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)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(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī),。所以,，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī).

隨風(fēng)而去

簡(jiǎn)單可以這樣講,

問(wèn)題：伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)相比,，有何優(yōu)勢(shì),？

解答：和步進(jìn)電機(jī)相比，伺服電機(jī)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：
      1,、實(shí)現(xiàn)了位置,，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題,；
      2,、高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn),；（其實(shí)不止于此）
      3,、抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)
         合特別適用,；
      4、低速運(yùn)行平穩(wěn),，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象,。適用于有高速響
         應(yīng)要求的場(chǎng)合；
      5,、電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短,，一般在幾十毫秒之內(nèi)；
      6,、發(fā)熱和噪音明顯降低。

隨風(fēng)而去

網(wǎng)友：劉巖利老師  　　2005-4-13 19:51:00  發(fā)表的貼子
　　 寫(xiě)這個(gè)帖子的人,，是賣交流伺服電機(jī)的吧,？?jī)?nèi)容基本正確，但是,，不全面,。樓主用于對(duì)比的幾個(gè)部分，有些是可以從另外一個(gè)角度來(lái)看的,。
　　1,、控制精度不同
　　顯然，樓主不知道步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有“細(xì)分”的概念,。兩相步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角是1.8度沒(méi)錯(cuò),，但是，現(xiàn)在64細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器也很常見(jiàn)了,。注意,，這個(gè)時(shí)候，電機(jī)是200*64=12800個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈,。而市面上常見(jiàn)的交流伺服,，編碼器不過(guò)是2048或者2500線的,。當(dāng)然，有17位編碼器的電機(jī),，不過(guò),，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器也有256細(xì)分的。從分辨率而言,，交流伺服還是要高一些,，但是遠(yuǎn)沒(méi)有樓主所寫(xiě)得那么夸張。而且,，既然是說(shuō)控制精度,，那么，用過(guò)伺服的人都應(yīng)該知道,，伺服的動(dòng)態(tài)重現(xiàn)性是分辨率的多少倍,。就常規(guī)設(shè)計(jì)而言，選型時(shí),，要把重現(xiàn)性指標(biāo)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(dāng)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)達(dá)到32以上時(shí)，基本就沒(méi)有低頻振動(dòng)的問(wèn)題了,。而伺服想保持一個(gè)準(zhǔn)確,、穩(wěn)定的低速，用過(guò)的人應(yīng)該知道參數(shù)有多難調(diào)（只要速度,、不要位置的話,，還好做一點(diǎn)）
　　3、頻矩特性不同
　　對(duì)于轉(zhuǎn)矩,，需要補(bǔ)充一點(diǎn),，伺服本身是沒(méi)有保持力矩的，而步進(jìn)電機(jī)有保持力矩,。區(qū)別在于,，伺服電機(jī)的所謂靜止，實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)平衡的過(guò)程,，電機(jī)不會(huì)真的停在指定位置上（所以交流伺服的重現(xiàn)性要定到反饋分辨率的3-5倍,，而步進(jìn)電機(jī)重現(xiàn)性可以比分辨率更高）。
　　4,、過(guò)載能力不同
　　這個(gè)沒(méi)有什么可說(shuō)的,，不過(guò)對(duì)于力矩浪費(fèi)的說(shuō)法，還是有點(diǎn)意見(jiàn),。很多步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供了半流功能,，在不需要全力矩輸出的時(shí)候,，可以降低電流，減小力矩,。
　　5,、運(yùn)行性能不同
　　丟步確實(shí)是步進(jìn)電機(jī)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(gè)階躍信號(hào)試試，電機(jī)會(huì)有多大的抖動(dòng),。不過(guò)抖歸抖,，最終還是會(huì)停在正確的位置上，這確實(shí)比步進(jìn)強(qiáng),。如果是定位控制,，這個(gè)抖動(dòng)無(wú)所謂了，如果是過(guò)程控制,，誰(shuí)敢這么用,？
　　6、速度響應(yīng)性能不同
　　因?yàn)榻涣魉欧�可以有瞬間大扭矩輸出,，所以加速性能可能比步進(jìn)強(qiáng),，不過(guò)松下加到3000RPM用幾毫秒，先試過(guò)再來(lái)說(shuō)話好不好,？而且說(shuō)到響應(yīng),，那就不能不說(shuō)交流伺服的本質(zhì)缺陷——滯后。一般電機(jī),，速度環(huán)響應(yīng)2毫秒,，位置環(huán)響應(yīng)則很少看到數(shù)據(jù)，一般認(rèn)為是8毫秒,。說(shuō)到快速起停，伺服總是手其響應(yīng)頻率限制,，而步進(jìn)電機(jī)基本不用考慮響應(yīng)時(shí)間的問(wèn)題,。用步進(jìn)電機(jī)可以很簡(jiǎn)單的做到一秒起停100次，每次移動(dòng)20微米,，用伺服大家可以試試看,。
　　步進(jìn)與伺服，無(wú)所謂優(yōu)劣,，各有適用場(chǎng)合而已,，一般來(lái)說(shuō)，大負(fù)載,，高速度的應(yīng)用,，不要用步進(jìn)電機(jī),，但低負(fù)載、低速度的場(chǎng)合,，高細(xì)分的步進(jìn)性能比交流伺服要好,。

隨風(fēng)而去

網(wǎng)友凡夫俗子老師：  　　2005-6-4 11:52:00   發(fā)表的貼子
　　 伺服和步進(jìn)各有優(yōu)缺點(diǎn)，都有彼此無(wú)法替代的特點(diǎn)：
　　1,、在控制精度上,，我個(gè)人的想法一般情況下還是伺服優(yōu)于步進(jìn)，步進(jìn)是有細(xì)分,，但細(xì)分高于40以上還有實(shí)際意義嗎,？256細(xì)分的步角已經(jīng)出現(xiàn)大小步的現(xiàn)象了，如何談精度,？個(gè)人認(rèn)為40以上的細(xì)分已經(jīng)不能作為定位了,，只能為了加強(qiáng)運(yùn)行的平滑性，而伺服電機(jī)可以通過(guò)外部的編碼器分辨率的加大來(lái)提高精度,。
　　2,、伺服在微動(dòng)或定位保持上確實(shí)是一種動(dòng)態(tài)的平衡，它是系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)的位置信號(hào)進(jìn)行的負(fù)反饋PID調(diào)節(jié),，它低于一個(gè)編碼器分辨率時(shí)的微動(dòng)不響應(yīng),，定位保持時(shí)也是動(dòng)態(tài)的響應(yīng)外部負(fù)載而隨時(shí)改變力矩以達(dá)到動(dòng)態(tài)的靜平衡，保持精度比步進(jìn)差,。
　　3,、由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常帶有細(xì)分，而停止時(shí)通常會(huì)停止在細(xì)分點(diǎn)也就是不是磁極點(diǎn)上,，那么停電后再次上電時(shí)驅(qū)動(dòng)器不會(huì)按照停止時(shí)的各相電流進(jìn)行分配,，那么出現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)重新上電時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的小振一下，也就是轉(zhuǎn)子迅速與初始定子磁場(chǎng)對(duì)應(yīng),，而伺服沒(méi)有該現(xiàn)象,。
　　4、關(guān)于響應(yīng)時(shí)間,，步進(jìn)在其啟動(dòng)頻率和加速允許的條件下確實(shí)可以做到比伺服快的多頻繁正反向啟動(dòng)停止,，但其有嚴(yán)格的啟動(dòng)頻率和加速要求，如果是高頻啟動(dòng),，例如：?jiǎn)未蔚?到1000轉(zhuǎn)/分（普通步進(jìn)只能幾百轉(zhuǎn)/分,，舉例按能達(dá)到高速的3相混合步進(jìn)算），伺服從接到脈沖到整定結(jié)束的時(shí)間會(huì)比步進(jìn)的加速時(shí)間快,。
　　5,、關(guān)于最高速和步進(jìn)有丟步問(wèn)題上：伺服優(yōu)勢(shì)明顯。
　　6、伺服由于有PID調(diào)節(jié),，會(huì)有整定時(shí)間的問(wèn)題,，該時(shí)間會(huì)隨速度的高低和負(fù)載的變化而變化，該整定時(shí)間可控性差,。整定時(shí)間與加減速時(shí)間不同,，整定時(shí)間由系統(tǒng)PID增益、積分時(shí)間常數(shù),、設(shè)定速度值等等因素影響,。步進(jìn)卻沒(méi)有整定時(shí)間的概念，加減速時(shí)間簡(jiǎn)單可控制,。
　　7,、轉(zhuǎn)矩的控制上，步進(jìn)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)隨著速度的變化而明顯改變,，在高速區(qū)域會(huì)隨著速度的變化產(chǎn)生強(qiáng)烈的下降,；伺服在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)最大轉(zhuǎn)矩為恒力矩輸出，而且伺服可以進(jìn)行力矩控制,，這是步進(jìn)無(wú)法做倒的,。
　　8、價(jià)格上,，步進(jìn)優(yōu)勢(shì)很明顯,。

我在飛

隨風(fēng)而去 大俠好

你介紹的太詳細(xì)了。謝謝,！

隨風(fēng)而去

TO：我在飛

其實(shí)http://bbs.cmiw.cn/forums/70984/ShowPost.aspx
這是 黃一鈁 步進(jìn),、伺服電機(jī)問(wèn)答（摘錄）

里面已經(jīng)介紹的相當(dāng)?shù)脑敿?xì)了，我只是又花了點(diǎn)時(shí)間從工控網(wǎng)那里把劉巖利老師和凡夫俗子老師的東西又添了進(jìn)來(lái),。如果我沒(méi)有記錯(cuò),，兩位大家在05年的時(shí)候還得過(guò)工控網(wǎng)的獎(jiǎng)。

philharmonia

感謝 隨風(fēng)而去,！
如果用西門(mén)子S7-200控制伺服電機(jī),，如何連線？都用到那些指令,？謝謝~~