伺服电机用作控制系统中的执行器 数控机床 将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是一块永久磁铁,由驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场作用下转动,同时电机的编码器将信号反馈给驱动器,驱动器将目标值与反馈值进行比较,调整转子的转动角度。

伺服电机的精度是由编码器的精度决定的,也就是说伺服电机本身具有发脉冲的功能,它每旋转一个角度就会发出相应数量的脉冲,这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲就形成了响应,所以是闭环控制。
步进电机是将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制元件步进电机装置。在非过载情况下,电机的转速和停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数,而不受负载变化的影响。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号后,就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,这个角度称为“步距角”。步进可以通过控制脉冲个数来控制角位移,从而达到准确定位的目的。还可以通过控制驱动器的脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到高速的目的。因此,步进电机是开环控制。
步进电机和伺服电机的区别
控制器
步进电机控制器是一种能发出均匀脉冲信号的电子产品,它发出的信号进入步进电机驱动器后,由驱动器转换成步进电机所需的强电流信号,驱动步进电机运转。步进电机控制器可以精确控制步进电机转动每一个角度。驱动器接收到的是一个脉冲信号,每接收到一个脉冲,驱动器就会给电机一个脉冲,让电机转过一个固定的角度。正因为这个特点,步进电机如今在各个行业中得到了广泛的应用。
伺服电机控制器是用来控制伺服电机的控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流电机,是伺服系统的一部分,主要应用于高精度定位系统,一般通过位置、速度、力矩3种方式控制伺服电机,实现高精度传动系统定位,是目前传动技术的高端产品。
控制精度
步进电机的相数和节拍越多,其精度越高;伺服电机采用内置编码器,编码器的刻度越多,其精度越高。
控制方式
一种是开环控制,一种是闭环控制。
低频特性
步进电机在低速时容易产生低频振动,一般采用阻尼或细分技术来克服低频振动,而伺服电机在低速时不会产生振动。交流伺服系统具有共振抑制功能,可以弥补数控机床刚性不足,系统内部具有频率分析功能(FFT),可以检测数控机床的共振点,方便系统调整。
转矩频率特性
步进电机的输出力矩会随着转速的增加而减小,交流伺服电机则为恒定的力矩输出。
过载能力
步进电机不具备过载能力,而交流电机的过载能力较强。
经营业绩
步进电机采用开环控制,启动频率过高或者负载过大容易丢步或者堵转,速度过高容易超调。伺服系统为闭环控制,驱动器可直接采样电机编码器反馈信号,内部形成位置环和速度环,一般不会出现步进电机丢步或者超调的现象,控制性能更加可靠。
速度响应性能
步进电机从静止加速到工作转速需要数百毫秒的时间,而交流伺服系统的加速性能更好,一般只需几毫秒,可以用于需要快速启停的控制场合。
交流伺服系统在很多性能方面都优于步进电机,但在一些要求不高的场合,步进电机也常常作为执行电机使用,因此在控制系统的设计过程中,应综合考虑控制要求、成本等各方面因素,选择合适的控制电机。

