朋友们伺服电机与步进电机有何区别？

andyjack168

伺服电机与步进电机有何区别？

[ 本帖最后由 yqwfk 于 2007-5-23 14:37 编辑 ]

zhangzw123_0

其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。请见下表，自然明白。


步进电机系统
伺服电机系统
" q+ G: b; d# _. S+ A+ L3 h, m8 z' D
力矩范围
3 Q# ^/ S, K: o3 R1 H0 T 中小力矩（一般在20Nm以下）
小中大，全范围

速度范围
低（一般在2000RPM以下，大力矩电机小于1000RPM）
高（可达5000RPM）,直流伺服电机更可达1~2万转/分
% E( c5 ?: ~, \) s0 K2 M# B% [
控制方式
主要是位置控制
7 Y  V# ^5 b1 M* F) N' H) h3 N" ^ 多样化智能化的控制方式，位置/转速/转矩方式
' k: d" {, N" V4 N" I& ~5 {7 ]' g
2 {- a- l: L$ {2 a平滑性
低速时有振动（但用细分型驱动器则可明显改善）
! c2 C! F& `  A4 F6 K5 w 好，运行平滑

精度
一般较低，细分型驱动时较高
) r  D6 j, U: z" k8 F: p% H 高（具体要看反馈装置的分辨率）

矩频特性
高速时，力矩下降快
' F  y* d! x8 ]: }5 Y2 f1 I; s 力矩特性好，特性较硬
% G* y. Z: O; V/ e' A
过载特性
+ d! ?; @3 F; y9 q 过载时会失步
可3~10倍过载（短时）
+ ~" T& h% g# H' r0 ^) m, w7 E; Q
反馈方式
$ h9 t" {& c: @3 X4 v, U$ H/ D 大多数为开环控制，也可接编码器，防止失步
' N* C4 j5 d  s9 T 闭环方式，编码器反馈
' {( U$ H2 D1 y. I8 a6 M
编码器类型
5 T  ?9 ^* q! f6 X -
光电型旋转编码器（增量型/绝对值型），旋转变压器型

; |! q; X: N+ f0 [& y- m响应速度
( o, I" V% v- @3 i! i 一般
快
8 ]$ A& [2 I. }6 o7 [+ o0 c
9 ^) g8 W5 R/ t' G耐振动
- ^- F6 ^% x, w; j" r" A8 s/ X 好  
一般（旋转变压器型可耐振动）
! }' p4 S5 P9 s- e
温升
4 A, @/ b: I: P2 q1 K) X 运行温度高
+ `6 E7 e" n7 p; Q$ l 一般

5 n6 r8 v- U3 y" ]) i维护性
2 k% ]$ ~% G) z 基本可以免维护
较好

3 r; h% T5 l' {+ j! d; z( t价格
5 Z! n0 {: O# s! F" g- A9 C, r 低
: Z8 f* G0 |& W 高
  Q% B, n9 _' }+ q5 ~% z1 V5 ` 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
4 b. K9 I4 |1 Y有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
' o6 Z% M$ W* f无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
" ^, a8 L4 j* U) q交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

zhangzw123_0

步进电机和交流伺服电机性能比较
步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。
1 @* o' q; R( o) Q+ S/ x+ ^
一、控制精度不同

两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

. G5 F% h, n8 R3 t+ `二、低频特性不同

5 _' o7 Y) r0 K. V2 t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。

+ ?* N& o9 t$ N* R) l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。
" s5 j3 r: x. ~" I6 K* }
4 x. r  g7 h2 T9 M& Z. u三、矩频特性不同
8 |/ o$ [, n: Z) H6 v
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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四、过载能力不同

/ h- j7 X' u6 N) ^步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。

: b8 i& n$ D+ Y% w4 S5 w/ o( l五、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。
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六、速度响应性能不同

: K  j# K; g9 v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，以松下MSMA 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。
" C$ b' c! D) J' {3 V
' ], d  a" Z$ K* L4 u6 m综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

奥凯

伺服电机有反馈线用于闭环系统，步进电机无反馈线用于开环系统

ahji3232

如果是精度不高，反馈要求不高，成本要求不高的情况下，
只有一种选择：步进电机

zzj6886

伺服电机按电机驱动方式可分为直流伺服电机、交流伺服电机及步进电机，也还有一些特种电机，如无槽电机，空心杯电机，所以步进电机属于伺服电机的一种。
而通常的普通电机与伺服电机有何区别呢？伺服电机往往带有测速装置，有的也带有位置测量装置，而且，伺服电机的惯量、力矩特性及其它性能往往要比普通电机高得多，当然，价格也就贵得多了，它一般应用于高精度闭环控制系统。而普通电机往往仅仅由电机体本身构成，一般应用于精度要求不高的开环控制系统。

ugo2000

原帖由 zzj6886 于 2007-5-24 08:54 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
伺服电机按电机驱动方式可分为直流伺服电机、交流伺服电机及步进电机，也还有一些特种电机，如无槽电机，空心杯电机，所以步进电机属于伺服电机的一种。
而通常的普通电机与伺服电机有何区别呢？伺服电机往往带 ...

# F: T. O& |' d请问2F和3F 说得是不是也对，只不过他们说得比较细，你说的比较概括？

xiaozhuyqw

好专业 啊不是一般的人士所接受的

lyp_zhx

伺服电动机把输入的信号电压变为转轴的角位移或角速度输出，转轴的转向与转速随信号电压的方向和大小而改变，并且能带动一定大小的负载，在自动控制系统中作为执行元件。故伺服电动机又称为执行电动机。比如：雷达电线系统中的电机

lyp_zhx

sorry!!!忘了写步进电机的啦！
步进电机就是一种用电脉冲进行控制、将电脉冲信号转换成相应角位移的电动机。步进电机输入一个电脉冲就前进一步，其输出的角位移与输入的脉冲数成正比，转速和脉冲频率成正比。

hzg886187

不同的场合 不同的选择
我们厂还是比较喜欢步进电机的

kun168

菜鸟请教：步进马达与伺服马达有什么样的区别？特性上和使用上有什么不同？另外在什么情况下用伺服马达，在什么情况下用步进马达呢？请详细告诉我，非常感谢？

[ 本帖最后由 zhous_ch 于 2008-3-15 13:59 编辑 ]

pangpang

此题，在论坛早有讨论。详见：朋友们伺服电机与步进电机有何区别？ 中的内容。

asd131400

要求转速，力矩，位置量精确的场合应选用伺服控制，只要求一定位置精度和固定负载的设备可以选用步进控制，这里有一个成本核算的问题。

lyzjj

都是高人，厉害

zjxiaoming

伺服系统是对转速，力矩，位置量精确的控制，步进只控制位置精度和固定负载。