伺服电机和步进电机的特点和区别---[求教]

philharmonia

伺服电机、步进电机各有什么特点？有什么区别？

随风而去

http://bbs.cmiw.cn/forums/115834/ShowPost.aspx
这是 骆驼草 如何正确选择伺服电机和步进电机（文摘）

http://bbs.cmiw.cn/forums/49858/ShowPost.aspx
这是 采樵人 步进电机和交流伺服电机性能比较

http://bbs.cmiw.cn/forums/70549/ShowPost.aspx
这是 黄一钫 步进电机原理及使用说明

有很多大侠以前都参予了讨论，我在这也就不怎么多补充了。做个链接给你吧。

随风而去

http://bbs.cmiw.cn/forums/70984/ShowPost.aspx
这是 黄一钫 步进、伺服电机问答（摘录）

http://bbs.cmiw.cn/forums/54798/ShowPost.aspx
这是 豆芽菜  伺服电机的制动方式

随风而去

步进电机和交流伺服电机性能比较[ZT]      
      步进电机是一种离散运动的装置，它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，运动控制系统中大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3.6°、 1.8°，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步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。

%%  交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。      

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，所以其最高工作转速一般在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。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，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，以松下MSMA 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.

随风而去

简单可以这样讲,

问题：伺服电机和步进电机相比，有何优势？

解答：和步进电机相比，伺服电机有以下几点优势：
      1、实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；
      2、高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；（其实不止于此）
      3、抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场
         合特别适用；
      4、低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响
         应要求的场合；
      5、电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内；
      6、发热和噪音明显降低。

随风而去

网友：刘岩利老师  　　2005-4-13 19:51:00  发表的贴子
　　 写这个帖子的人，是卖交流伺服电机的吧？内容基本正确，但是，不全面。楼主用于对比的几个部分，有些是可以从另外一个角度来看的。
　　1、控制精度不同
　　显然，楼主不知道步进电机驱动器有“细分”的概念。两相步进电机的步进角是1.8度没错，但是，现在64细分的驱动器也很常见了。注意，这个时候，电机是200*64=12800个脉冲转一圈。而市面上常见的交流伺服，编码器不过是2048或者2500线的。当然，有17位编码器的电机，不过，步进驱动器也有256细分的。从分辨率而言，交流伺服还是要高一些，但是远没有楼主所写得那么夸张。而且，既然是说控制精度，那么，用过伺服的人都应该知道，伺服的动态重现性是分辨率的多少倍。就常规设计而言，选型时，要把重现性指标乘以5作为伺服反馈的分辨率。这样，伺服的控制精度真的比伺服好吗？
　　2、低频特性不同
　　当步进电机细分数达到32以上时，基本就没有低频振动的问题了。而伺服想保持一个准确、稳定的低速，用过的人应该知道参数有多难调（只要速度、不要位置的话，还好做一点）
　　3、频矩特性不同
　　对于转矩，需要补充一点，伺服本身是没有保持力矩的，而步进电机有保持力矩。区别在于，伺服电机的所谓静止，实际上是一个动平衡的过程，电机不会真的停在指定位置上（所以交流伺服的重现性要定到反馈分辨率的3-5倍，而步进电机重现性可以比分辨率更高）。
　　4、过载能力不同
　　这个没有什么可说的，不过对于力矩浪费的说法，还是有点意见。很多步进驱动器提供了半流功能，在不需要全力矩输出的时候，可以降低电流，减小力矩。
　　5、运行性能不同
　　丢步确实是步进电机的致命缺陷，但是，伺服就可以不考虑加减速的曲线吗？你真给一个阶跃信号试试，电机会有多大的抖动。不过抖归抖，最终还是会停在正确的位置上，这确实比步进强。如果是定位控制，这个抖动无所谓了，如果是过程控制，谁敢这么用？
　　6、速度响应性能不同
　　因为交流伺服可以有瞬间大扭矩输出，所以加速性能可能比步进强，不过松下加到3000RPM用几毫秒，先试过再来说话好不好？而且说到响应，那就不能不说交流伺服的本质缺陷——滞后。一般电机，速度环响应2毫秒，位置环响应则很少看到数据，一般认为是8毫秒。说到快速起停，伺服总是手其响应频率限制，而步进电机基本不用考虑响应时间的问题。用步进电机可以很简单的做到一秒起停100次，每次移动20微米，用伺服大家可以试试看。
　　步进与伺服，无所谓优劣，各有适用场合而已，一般来说，大负载，高速度的应用，不要用步进电机，但低负载、低速度的场合，高细分的步进性能比交流伺服要好。

随风而去

网友凡夫俗子老师：  　　2005-6-4 11:52:00   发表的贴子
　　 伺服和步进各有优缺点，都有彼此无法替代的特点：
　　1、在控制精度上，我个人的想法一般情况下还是伺服优于步进，步进是有细分，但细分高于40以上还有实际意义吗？256细分的步角已经出现大小步的现象了，如何谈精度？个人认为40以上的细分已经不能作为定位了，只能为了加强运行的平滑性，而伺服电机可以通过外部的编码器分辨率的加大来提高精度。
　　2、伺服在微动或定位保持上确实是一种动态的平衡，它是系统通过检测的位置信号进行的负反馈PID调节，它低于一个编码器分辨率时的微动不响应，定位保持时也是动态的响应外部负载而随时改变力矩以达到动态的静平衡，保持精度比步进差。
　　3、由于步进电机驱动通常带有细分，而停止时通常会停止在细分点也就是不是磁极点上，那么停电后再次上电时驱动器不会按照停止时的各相电流进行分配，那么出现了步进电机重新上电时通常会出现强烈的小振一下，也就是转子迅速与初始定子磁场对应，而伺服没有该现象。
　　4、关于响应时间，步进在其启动频率和加速允许的条件下确实可以做到比伺服快的多频繁正反向启动停止，但其有严格的启动频率和加速要求，如果是高频启动，例如：单次的0到1000转/分（普通步进只能几百转/分，举例按能达到高速的3相混合步进算），伺服从接到脉冲到整定结束的时间会比步进的加速时间快。
　　5、关于最高速和步进有丢步问题上：伺服优势明显。
　　6、伺服由于有PID调节，会有整定时间的问题，该时间会随速度的高低和负载的变化而变化，该整定时间可控性差。整定时间与加减速时间不同，整定时间由系统PID增益、积分时间常数、设定速度值等等因素影响。步进却没有整定时间的概念，加减速时间简单可控制。
　　7、转矩的控制上，步进的电机的转矩会随着速度的变化而明显改变，在高速区域会随着速度的变化产生强烈的下降；伺服在额定转速内最大转矩为恒力矩输出，而且伺服可以进行力矩控制，这是步进无法做倒的。
　　8、价格上，步进优势很明显。

我在飞

随风而去 大侠好

你介绍的太详细了。谢谢！

随风而去

TO：我在飞

其实http://bbs.cmiw.cn/forums/70984/ShowPost.aspx
这是 黄一钫 步进、伺服电机问答（摘录）

里面已经介绍的相当的详细了，我只是又花了点时间从工控网那里把刘岩利老师和凡夫俗子老师的东西又添了进来。如果我没有记错，两位大家在05年的时候还得过工控网的奖。

philharmonia

感谢 随风而去！
如果用西门子S7-200控制伺服电机，如何连线？都用到那些指令？谢谢~~