如何正確選擇伺服電機和步進電機？步進電機和伺服電機哪個好

本文就步進電機和伺服電機從以下幾點進行比較敘述：

1、結構上

　　步進電機采用步進方式轉動，利用磁線圈逐步拉動一個磁體，使其從一個位置到達下一個位置。要使電機在任何方向移動100個位置，電路都需要對電機進行100次步進操作。步進電機利用脈沖實現遞增運動，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實現精確定位。

　　伺服電機的運動方法是不同的。它在磁轉子上連接一個位置傳感器– 即編碼器 – 會持續檢測電機的準確位置。伺服會監控電機實際位置和指令位置之間的差異，并對電流進行相應的調整。這種閉環系統可以使電機保持在正確的運動狀態。
2.簡便性和成本

　　步進電機不僅比伺服電機成本低，而且調試和維護都更加簡單。步進電機在靜止狀態是穩定的，并能保持位置(即使是采用動態負載)。不過，如果某些應用場合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復雜的伺服電機。

3.定 位

　　在需要隨時了解機器準確位置的應用中，步進電機和伺服電機有重要差別。在通過步進電機控制的開環運動應用中，控制系統認為電機始終處于正確的運動狀態。不過，在遇到問題以后，比如因為部件卡住而導致電機失速，控制器就無法了解機器的實際位置，從而導致失位。伺服電機本身的閉環系統具有一個優勢：如果其被一個物體卡住，會立刻檢測到。機器會停止操作，始終不會失位。

4.速度和轉矩

　　步進電機和伺服電機的性能差異源自他們不同的電機設計方案。步進電機的極數比伺服電機多得多，因此步進電機旋轉一整圈，所需的繞組電流交換次數要多得多，從而導致在速度增加的情況下，其轉矩迅速下降。另外，如果達到了最大轉矩，步進電機可能會失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應用中，伺服電機都是首選方案。與此相反，步進電機較多的極數在低速狀態下具有優勢，因為此時步進電機與同等尺寸的伺服電機相比具有轉矩優勢。

5.熱和能耗

　　開環步進電機采用固定電流，并會散發大量熱量。閉環控制只提供速度環路所需的電流，因此避免了電機發熱問題。

　　終上所述：　伺服控制系統最適合涉及到動態負載變化的高速應用，比如機械臂。步進控制系統則更適合需要低到中加速度和高保持轉矩的應用，比如3D打印機、傳送帶、副軸等。因為步進電機成本更低，所以在使用之后，可以降低自動化系統的成本。運動控制系統如果需要利用伺服電機的特性，就必須證明這些成本較高的電機物有所值。

 

　伺服電機對比步進電機的優勢

　　1、精度：實現了位置，速度和力矩的閉環控制；克服了步進電機失步的問題；

　　2、轉速：高速性能好，一般額定轉速能達到2000～3000轉；

　　3、適應性：抗過載能力強，能承受三倍于額定轉矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用；

　　4、穩定：低速運行平穩，低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合；

　　5、及時性：電機加減速的動態相應時間短，一般在幾十毫秒之內；

　　6、舒適性：發熱和噪音明顯降低。

 

　電機的選用原則

　　1、從成本考慮傳統電機〈步進電機〈伺服電機

　　2、從電機轉速要求考慮傳統電機轉速范圍寬但調速不精確且不平滑，并且隨轉速降低功率也會降低，隨之帶來的是轉矩降低；步進電機對轉速要求更加苛刻，轉速過低時會出現抖動和爬行現象，速度高時扭矩會大幅度降低，所以步進電機僅適用于中速運行情況。伺服電機在轉速方面優勢很明顯，基本沒有明顯的弱點。

　　3、從控制精度考慮傳統電機因為是模擬量控制所以精度無法保證，步進電機和伺服電機是數字信號控制其精度要遠高于傳統電機，但是伺服電機自帶編碼器實現內閉環控制能有效的減少掉步的情況，并且通常情況下伺服電機步距角要遠小于步進電機因此精度更高。

 

　　如何正確選擇伺服電機和步進電機

　　主要視具體應用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質（如水平還是垂直負載等），轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。