探秘电动机工作原理伺服电机与步进电机的差异解析
探索电机工作原理：伺服与步进电机的六大差异解析
导语：步进电机以其精准控制和灵活应用而广受欢迎。两相混合式步进电机通常具有3.6°或1.8°的步距角，而五相混合式则为0.72°或0.36°，甚至更小。高性能型号如四通公司生产的用于慢走丝线切割机床的步进电机，其步距角仅为0.09°；德国百格拉公司（BERGERLAHR）提供了三相混合式步进电机，可以通过拨码开关设置多种不同的步距角，从1.8°到最小为0.036°，兼容两相和五相混合式。
伺服电机在控制精度方面得益于轴后端旋转编码器。在松下全数字交流伺服系统中，标准2500线编码器驱动器采用四倍变频技术，每次脉冲当量约为360度/10000=0.036度，对于17位编码器，则每转一圈需要217个脉冲，即脉冲当量约9秒，比单纯的一般2位或者4位微调模式快得多。
二、低频特性对比
由于其工作原理，低速时可能会出现振动现象，这种振动频率取决于负载情况和驱动器性能，一般是空载起跳频率的一半。这类振动对于设备运作不利，因此在使用时应采取阻尼措施，如加装阻尼器或细分技术。交流伺服系统则能平稳运行，无论是在低速还是高速都不会有这种问题，并且内置共振抑制功能，可以检测机械共振点，以便调整。
三、矩频特性比较
输出力矩随着转速升高而减少，在较高速度时会急剧下降，因此最高工作速度一般限制在300-600RPM范围内。而交流伺服系统提供恒力矩输出，即从额定转速（2000RPM或3000RPM）以下都能输出额定力矩，再超过该速度将保持恒功率状态。
四、过载能力分析
一般来说，步进电机会没有过载保护功能。而交流伺服系统具有较强的过载能力，如松下的交流伺服系统，它可以承受额定转矩的三倍，使其适合克服惯性负荷启动瞬间所需的大力矩。此外，它们还能够处理启动过程中的惯性力量，而不是简单地浪费这些力量，因为它们并不需要这样的力量来维持正常运作。
五、运行性能对比
由于控制方式是开环控制，当启动时如果速度太快或者负荷太重就会导致丢失位置的问题。在停止过程中，如果停止前速度仍然很高也容易引发超出预期的情况。因此，对于确保精确操作来说，要特别注意升级和降级的问题。而闭环控制的交流伺服驱动无需担心这些问题，因为它直接获取并响应编码信息，不会产生丢失位置的情况，而且反应更加可靠。
六、速度响应性能比较
从静止加速至工作状态（通常几百轮每分钟）的时间长达200-400毫秒。但对于要求快速启停的情境，如松下MSMA400W交换流量泵，就可以实现几毫秒加速至3000RPM，从而满足快速启停需求。
综上所述虽然某些场合依旧使用传统一步迈但总体来看交换流量泵在许多方面优越，但设计工程师必须考虑成本等因素以及实际需求选择最佳解决方案。在综合考虑所有参数后，最终选择一个既符合需求又经济实用的选项。
