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伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較

步進(jìn)電機(jī)作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。

運(yùn)行性能不同。步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

速度響應(yīng)性能不同。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

伺服電機(jī)安裝場(chǎng)地

（1）電氣控制柜內(nèi)的安裝

電氣控制柜內(nèi)部電氣設(shè)備的發(fā)熱以及控制柜內(nèi)的散熱條件，伺服驅(qū)動(dòng)器周圍的溫度將會(huì)不斷升高，所以在考慮驅(qū)動(dòng)器的冷卻以及控制柜內(nèi)的配置情況，保證驅(qū)動(dòng)器周圍溫度在55℃ 以下，相對(duì)濕度90以下。長(zhǎng)期安全工作溫度在45℃以下。

（2）附近有發(fā)熱設(shè)備

在高溫條件下工作，會(huì)使其壽命明顯縮短，并會(huì)產(chǎn)生故障。所以應(yīng)保證伺服驅(qū)動(dòng)器在熱對(duì)流和熱輻射的條件下周圍溫度在55℃以下。

（3）附近有振動(dòng)設(shè)備

采用各種防振措施，保證伺服驅(qū)動(dòng)器不受振動(dòng)影響，振動(dòng)保證在 0.5G（4.9m/S） 以下。

（4）伺服驅(qū)動(dòng)器在惡劣環(huán)境使用

在惡劣環(huán)境使用時(shí)，接觸腐蝕性氣體、潮濕、金屬粉塵、水以及加工液體，會(huì)使驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障。所以在安裝時(shí)，必須保證驅(qū)動(dòng)器的工作環(huán)境。

（5）伺服驅(qū)動(dòng)器附近有干擾設(shè)備

對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的電源線以及控制線有很大的干擾影響，使驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生誤動(dòng)作。可以加入噪聲濾波器以及其他各種抗干擾措施，保證驅(qū)動(dòng)器的正常工作。注意加入噪聲濾波器后，漏電流會(huì)增大，為了避免這個(gè)毛病，可以使用隔離變壓器。特別注意，驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)線很容易受到干擾，要有合理的走線和屏蔽措施。

伺服電機(jī)定子上的繞組

伺服電機(jī)就是一臺(tái)兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差90°的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組。一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。

勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C, 是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近90°，從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

勵(lì)磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時(shí)，電機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。若有控制電壓加在控制繞組上，且勵(lì)磁電流。和控制繞組電流不相同時(shí)，因此便產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。