步进电机和伺服电机性能比较( 二 )


 
六、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 。
 
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 。
 
写这个帖子的人 , 是卖交流伺服电机的吧?内容基本正确 , 但是 , 不全面 。 楼主用于对比的几个部分 , 有些是可以从另外一个角度来看的 。
        1、控制精度不同显然 , 楼主不知道步进电机驱动器有"细分"的概念 。 两相步进电机的步进角是1.8度没错 , 但是 , 现在64细分的驱动器也很常见了 。 注意 , 这个时候 , 电机是200*64=12800个脉冲转一圈 。 而市面上常见的交流伺服 , 编码器不过是2048或者2500线的 。 当然 , 有17位编码器的电机 , 不过 , 步进驱动器也有256细分的 。 从分辨率而言 , 交流伺服还是要高一些 , 但是远没有楼主所写得那么夸张 。 而且 , 既然是说控制精度 , 那么 , 用过伺服的人都应该知道 , 伺服的动态重现性是分辨率的多少倍 。 就常规设计而言 , 选型时 , 要把重现性指标乘以5作为伺服反馈的分辨率 。 这样 , 伺服的控制精度真的比伺服好吗?

       2、低频特性不同当步进电机细分数达到32以上时 , 基本就没有低频振动的问题了 。 而伺服想保持一个准确、稳定的低速 , 用过的人应该知道参数有多难调(只要速度、不要位置的话 , 还好做一点)
        3、频矩特性不同对于转矩 , 需要补充一点 , 伺服本身是没有保持力矩的 , 而步进电机有保持力矩 。 区别在于 , 伺服电机的所谓静止 , 实际上是一个动平衡的过程 , 电机不会真的停在指定位置上(所以交流伺服的重现性要定到反馈分辨率的3-5倍 , 而步进电机重现性可以比分辨率更高) 。
         4、过载能力不同这个没有什么可说的 , 不过对于力矩浪费的说法 , 还是有点意见 。 很多步进驱动器提供了半流功能 , 在不需要全力矩输出的时候 , 可以降低电流 , 减小力矩 。
          5、运行性能不同丢步确实是步进电机的致命缺陷 , 但是 , 伺服就可以不考虑加减速的曲线吗?你真给一个阶跃信号试试 , 电机会有多大的抖动 。 不过抖归抖 , 最终还是会停在正确的位置上 , 这确实比步进强 。 如果是定位控制 , 这个抖动无所谓了 , 如果是过程控制 , 谁敢这么用?
         6、速度响应性能不同因为交流伺服可以有瞬间大扭矩输出 , 所以加速性能可能比步进强 , 不过松下加到3000RPM用几毫秒 , 先试过再来说话好不好?而且说到响应 , 那就不能不说交流伺服的本质缺陷——滞后 。 一般电机 , 速度环响应2毫秒 , 位置环响应则很少看到数据 , 一般认为是8毫秒 。 说到快速起停 , 伺服总是手其响应频率限制 , 而步进电机基本不用考虑响应时间的问题 。 用步进电机可以很简单的做到一秒起停100次 , 每次移动20微米 , 用伺服大家可以试试看 。
 
步进与伺服 , 无所谓优劣 , 各有适用场合而已 , 一般来说 , 大负载 , 高速度的应用 , 不要用步进电机 , 但低负载、低速度的场合 , 高细分的步进性能比交流伺服要好