电机技术期刊解密伺服电机与步进电机的差异大揭秘
导语：步进电机的步距角通常为3.6°、1.8°，五相混合式则为0.72°、0.36°，而高性能型号可能拥有更小的步距角。例如，一些专用于慢速丝线切割机床的步进电机，其精确度可达0.09°；德国百格拉公司生产的一款三相混合式电机，则可以通过拨码开关设置为多种不同的步距角，从而兼容两相和五相混合式电机。
伺服电机与步进电机在六个关键方面有显著差异：首先，在控制精度上，伺服系统依赖于轴后端旋转编码器提供高精度控制，而不像步进系统那样受到固定的分辨率限制。以松下全数字交流伺服驱动器为例，它采用四倍变频技术，每接收217脉冲即可完成一圈的旋转，这意味着其脉冲当量远低于任何传统步进系统。
其次，低频振动是由于工作原理导致的常见问题。在低速运转时，许多用户会遇到振动现象，这需要通过阻尼或细分技术来解决。而交流伺服系统则能够平稳运行，即使在极低速度下也不会出现振动，并且内置共振抑制功能，可以检测并调整机械共振点。
再者，矩频特性也是两个类型之间的一个重要区别。随着转速升高，大多数步进电机会失去力矩输出能力，而交流伺服驱动器则能保持恒力矩输出直至额定速度超过3000RPM以上时才变成恒功率输出。
此外，对于过载能力来说，不同类型的驱动器表现出明显差异。虽然大多数交流伺服驱动器具有较强过载能力，但包括对速度和力矩进行保护，但这种优势并不适用于所有应用场景，因为它要求额外设计考虑因素，如惯性负载启动瞬间所需的大力矩。
第四点讨论了运行性能，其中闭环控制体系使得交流伺服系统比开环控制的步进系统更加稳定，而且减少了丢失或堵卡的问题，同时加快了停止过程中避免过冲的情况。此外，加速时间对于某些快速启停需求非常关键，而交流伺服系统通常要优于传统设备，在从静止加速到工作状态仅需几毫秒，比起200-400毫秒所需时间要短得多。
综上所述，无论是在哪个应用场景中，都应根据具体需求选择合适的控制方式，并结合成本效益分析，以确保最终选用的设备满足实际操作要求。
