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伺服电机选型

和步进电机的性能比较，步进电机作为一种开环控制的系统，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*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!

一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，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通过细分后步距角更小。 

二、低频特性不同，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。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。 

三、矩频特性不同 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，所以其较高工作转速一般在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。 

四、过载能力不同，步进电机一般不具有过载能力。交流具有较强的过载能力。以交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其较大转矩为额定转矩的二到三倍，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。 

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。 

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。

现代交流伺服系统，在阅历了从仿照到数字化的改动后，其内部数字控制环现已无处不在，比如换相、电流、速度和方位控制等;其完结首要通过新式功率半导体器件，像高功用DSP加FPGA、甚至伺服**模块也粗茶淡饭。且新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法也日新月异，国际厂商的伺服产品大约每5年亦会更新换代——言而总归，产品生命周期越来越短，改动越来越快。总结国内外伺服厂家的技术道路和产品道路，联络商场需求的改动，可以看到以下一些伺服电机系统的较新打开趋势：

高效率化

虽然高效化一向都是伺服系统首要的打开课题，但是仍需求继续加强。首要包括电机本身的高效率：比如永磁材料功用的改进和非常好的磁铁设备结构计划;也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反响以及非常好的冷却方法等。

直接驱动

直接驱动包括选用盘式电机的转台伺服驱动和选用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了基地机械传动设备的传递过失，然后完结了高速化和高定位精度。而直线电机简略改动形状的特征可以使选用线性直线组织的各种设备完结小型化和轻量化。

高速、高精、高功用化

选用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高功用旋转电机、直线电机，以及运用自习气、人工智能等各种现代控制战略，不断将伺服系统的基础方针进步。

一体化和集成化

电动机、反响、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当时小功率伺服系统的一个打开方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从计划、制造到运转、维护都更紧密地融为一体。但是这种方法面临更大的技术应战和工程师运用习气的应战，因此很难成为干流，在悉数伺服商场中是一个很小的有特征的部分。

通用化

通用型驱动器配备有很多的参数和丰盛的菜单功用，便于用户在不改动硬件配备的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种作业方法，适用于各种场合，可以驱动不一样类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷、步进电机，也可以习气不一样的传感器类型甚至无方位传感器。可以运用电机本身配备的反响构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的方位或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。

智能化

现代交流伺服驱动器都具有参数回想、毛病自确诊和分析功用，绝大多数驱动器都具有负载惯量测定和自动增益调整功用，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动遏止。将电子齿轮、电子凸轮、同步盯梢、插补运动等控制功用和驱动联络在一起，关于伺服用户来说，则提供了非常的处理方式。