一文告訴您伺服電機與步進電機性能區別

伺服電機在選型的時候，需要考慮到控制模式的方式與方法。那么，伺服電機有哪幾種控制方法，應該怎樣設置呢？

本文詳細解說伺服電機的三種控制模式：位置控制，線性模組速度控制，扭矩控制。速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。 

如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，直交機械手用轉矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。 就伺服驅動器的響應速度來看，轉矩模式運算量最小，驅動器對控制信號的響應最快；位置模式運算量最大，驅動器對控制信號的響應最慢。 對運動中的動態性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢（比如PLC，或低端運動控制器），就用位置方式控制。

如果控制器運算速度比較快，伺服電動缸可以用速度方式，把位置環從驅動器移到控制器上，減少驅動器的工作量，提高效率（比如大部分中高端運動控制器）；如果有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環也從驅動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。 伺服電機的控制模式需要根據實際的運動需求決定。

三種控制模式各有優缺，選型時可以根據實際情況請伺服電機供應商工程師協助確定。山社步進電機工程部反應部分客戶的需求：“我們之前用的步進電機，想要改用伺服電機提高性能；或者我們之前用的伺服，線性馬達如果有步進電機可以滿足性能也可以給我們推薦下”。

針對以上需求，山社步進電機技術工程師給出以下步進電機與伺服電機性能解析：步進電機作為一種開環控制的系統，和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。

為了適應數字控制的發展趨勢，微型電缸運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似，但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異：

1、控制精度不同

①兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°，也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小。

②交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360/131072=0.0027466°，單軸手臂是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。

2、低頻特性不同

①步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。

②交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能，可檢測出機械的共振點，便于系統調整。