1、工作原理
这两种电机在原理上有很大的不同,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,查看步进电机的工作原理。
而伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,这样系统就会清楚发了多少脉冲和收了多少脉冲回来,从而能够精确的控制电机的转动,实现精确的定位。
2、控制精度
步进电机的精度一般是通过步距角的精准控制来实现的,步距角有多种不同的细分档位,可以实现精准控制。
而伺服电机的控制精度是由电机轴后端的旋转编码器保证的,一般伺服电机的控制精度要高于步进电机。
3、转速与过载能力
步进电机在低速运转的时候容易出现低频振动,所以当步进电机在低速工作时候,通常还需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,而伺服电机则没有这种现象的发生,其闭环控制的特性决定了其在高速运转时保持优秀的性能。两者的矩频特性不同,一般伺服电机的额定转速要大于步进电机。
步进电机的输出力矩会随着转速的升高而下降,而伺服电机则是恒力矩输出的,所以步进电机一般没有过载能力,而交流伺服电机的过载能力却较强。
4、运行性能
步进电机一般是开环控制,在启动频率过高或者负载过大的情况下会出现失步或堵转现象,所以使用时需要处理好速度问题或者增加编码器闭环控制,查看什么是闭环步进电机。而伺服电机采用的是闭环控制,更容易控制,不存在失步现象。
5、成本
步进电机在性价比上是有优势的,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率的步进电机,伺服电机的高响应、高速性及高精度的优点决定了产品的价格高昂,这是无可避免的。
闭环步进电机和伺服电机主要有以下区别:
1.闭环步进电机本体是步进电机,在静止时是绝对静止不动的。伺服电机在停止时无法绝对静止,在负载扰动小或者伺服电机的参数调试良好的情况下,伺服电机始终在正负1个脉冲之间波动,在实际使用时可以适当调整电机刚性来提升它的锁定力矩和性能。
2.闭环步进电机结合了步进电机的特点和伺服的控制方式,所以不会过冲(因为步进电机的特点就是不会过冲)。
伺服电机在由高速转为低速或者静止时,过冲是常有发生的。当控制器发一个脉冲给伺服电机时,伺服电机往往不是走一个脉冲,而是走3个脉冲,然后回退2个脉冲。这对那些环境要求严谨的场景,是绝对不允许的。
3.闭环步进电机调试和使用非常简单,只需要调节驱动器的3个电位器的位置,不仅设备制造商可以使用,而且设备使用商也可以使用,对使用者的要求极低。伺服电机参数较多,调试较困难,需要有经验的工程师调试。
4.闭环步进电机采用真正地正弦波、向量和滤波方式控制电流,最低转速可以控制在0.2转/分,而且电机运行非常平稳和稳定,这一点甚至是伺服电机都无法做到的(一般伺服电机理论上可以做到1转/分,实际的应用场合是无法做到1转/分,大致在5rpm以上)。
5.相对而言伺服电机的精度要高于闭环步进电机。
6.成本上,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率闭环步进电机,在性价比上步进电机是有优势的。