伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的工作原理和六大區(qū)別

要想?yún)^(qū)分，先得搞懂兩種之間的區(qū)別。

先說工作原理：

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。 可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。

區(qū)別1： 控制的方式不同

步進(jìn)電機(jī)是通過控制脈沖的個數(shù)控制轉(zhuǎn)動角度的，一個脈沖對應(yīng)一個步距角。伺服電機(jī)是通過控制脈沖時間的長短控制轉(zhuǎn)動角度的。

區(qū)別2：所需的工作設(shè)備和工作流程不同

步進(jìn)電機(jī)所需的供電電源（所需電壓由驅(qū)動器參數(shù)給出），一個脈沖發(fā)生器（現(xiàn)在多半是用板塊），一個步進(jìn)電機(jī)，一個驅(qū)動器（驅(qū)動器設(shè)定步距角角度，如設(shè)定步距角為 0.45°，這時，給一個脈沖，電機(jī)走 0.45°）；其工作流程為步進(jìn)電機(jī)工作一般需要兩個脈沖：信號脈沖和方向脈沖。伺服電機(jī)所需的供電電源是一個開關(guān)（繼電器開關(guān)或繼電器板卡），一個伺服電機(jī)；其工作流程就是一個電源連接開關(guān)，再連接伺服電機(jī)。

區(qū)別3 : 低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。

區(qū)別4 ：矩頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300～600r/min。

交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為 2000 或 3000 r/min）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

區(qū)別5： 過載能力不同

步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。

交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。 以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額轉(zhuǎn)矩的 3倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。 （步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn) 矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象）

區(qū)別6： 速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200～400ms。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA400W 交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000 r/min。僅需幾 ms，可用于要求快速啟停的控制場合。

說白了，極對數(shù)多，轉(zhuǎn)速慢，控制角度的，動力線引腳多的都是步進(jìn)電機(jī)，而且功率往往比較低。而精度高，速度快，可應(yīng)用于速度，位置，力矩多場合控制的，動力線都是UVW三線，通常都是伺服電機(jī)。而且通常極對數(shù)不超過5級，功率從幾十瓦到幾十千瓦都有。