步進電機是一種離散運動的裝置,，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系,。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛,。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),，交流伺服電機也越來越多地應(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,，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)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(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)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°和0.36°。也也有一些高性能的步進電機步距角更小,。如四通公司生產(chǎn)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(BERGERLAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(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(zhuǎn)編碼器保證,。以松下全數(shù)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(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)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(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),，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(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當步進電機工作在低速時,，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等,。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,，可涵蓋機械的剛性不足,，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT)，可檢測出機械的共振點,，便于系統(tǒng)調(diào)整,。
3、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,，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,。
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(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力,。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(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象,。
5、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán)控制,，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度,，應(yīng)處理好升,、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,，控制性能更為可靠,。
6、速度響應(yīng)性能不同
步進電機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MSMA400W交流伺服電機為例,，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)于步進電機,。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以,，在控制系統(tǒng)的設(shè)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?shù)目刂齐姍C,。
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