步进电机和伺服电机的工作原理及其区别

步进电机和伺服电机的工作原理
步进电机是将电脉冲转换为角位移的致动器。当步进驱动器接收到脉冲信号时，其驱动步进电动机沿设定方向旋转固定角度(称为“步进角度”)，并且以固定角度逐步执行该旋转。可以通过控制脉冲数来控制每个位移，以达到精确的定位目的。同时，可以通过控制脉冲频率来控制电动机旋转的速度和加速度。调速的目的。
伺服电动机内部的转子是永磁体，由驱动器控制的u/v/w三相电形成电磁场，转子在该磁场的作用下旋转。电机的编码器将信号反馈给驱动器，驱动器对反馈做出响应。将该值与目标值进行比较，并调整转子的旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(行数)。
步进电机和伺服电机的区别
一、低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能(fft)，可检测出机械的共振点，便于系统调整。
二、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
三、速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400w交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
四、矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300～600rpm。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速(一般为2000rpm或3000rpm)以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
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