步進(jìn)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的區(qū)別

辰聯(lián)科技

步進(jìn)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別在于控制方式、精度、速度和適用領(lǐng)域。步進(jìn)系統(tǒng)采用開環(huán)控制，精度依賴于步距角和減速比，適用于定位要求高但速度要求低的場景，如3D打印機(jī)和數(shù)控機(jī)床。伺服系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，具有更高的精度和速度，適用于高速、高精度的位置控制，如飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和半導(dǎo)體設(shè)備。此外，伺服系統(tǒng)的功耗和發(fā)熱較低，但成本較高。

北亞機(jī)械

一、控制精度
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)的控制精度主要取決于其相數(shù)和拍數(shù)。相數(shù)和拍數(shù)越多，步進(jìn)電機(jī)的精確度就越高。步進(jìn)電機(jī)的步距角可以通過細(xì)分技術(shù)來進(jìn)一步減小，從而提高控制精度。然而，由于步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制系統(tǒng)，其精度還受到機(jī)械加工精度和裝配精度的影響。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)的控制精度則取決于其自帶的編碼器。編碼器的刻度越多，伺服電機(jī)的精度就越高。伺服電機(jī)通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測并調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度，從而確保高精度控制。在一些高性能的伺服系統(tǒng)中，控制精度可以達(dá)到微米級別。
二、控制方式
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)通常采用開環(huán)控制方式?？刂破魍ㄟ^發(fā)送脈沖信號給步進(jìn)驅(qū)動器，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和速度。由于步進(jìn)電機(jī)沒有反饋機(jī)制，因此無法實(shí)時檢測并調(diào)整電機(jī)的實(shí)際位置。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)則采用閉環(huán)控制方式。伺服驅(qū)動器根據(jù)控制器的指令控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，并通過編碼器實(shí)時檢測電機(jī)的實(shí)際位置。當(dāng)實(shí)際位置與目標(biāo)位置存在偏差時，伺服驅(qū)動器會調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度以消除偏差。
三、低頻特性
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)在低速時容易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。這是由于步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的。為了克服低頻振動現(xiàn)象，通常采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來減小步距角并提高控制精度。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)在低速時運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，能夠涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），能夠檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。
四、矩頻特性
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。在較高轉(zhuǎn)速時，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會急劇下降，因此其最高工作轉(zhuǎn)速通常較低。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)則為恒力矩輸出。在其額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)，伺服電機(jī)能夠輸出額定轉(zhuǎn)矩。在額定轉(zhuǎn)速以上，伺服電機(jī)為恒功率輸出。這意味著伺服電機(jī)能夠在更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的輸出力矩。
五、過載能力
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。當(dāng)負(fù)載過大或啟動頻率過高時，步進(jìn)電機(jī)容易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此，在選型時需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)以克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。然而，這往往會導(dǎo)致力矩浪費(fèi)現(xiàn)象。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)則具有較強(qiáng)的過載能力。以某些交流伺服系統(tǒng)為例，其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍。這使得伺服電機(jī)能夠輕松應(yīng)對慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩，并保持穩(wěn)定運(yùn)行。
六、運(yùn)行性能
步進(jìn)系統(tǒng)：由于步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制系統(tǒng)，其運(yùn)行性能受到多種因素的影響。例如，啟動頻率過高或負(fù)載過大時容易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象；停止時轉(zhuǎn)速過高則容易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。因此，在使用步進(jìn)電機(jī)時需要仔細(xì)調(diào)整其控制參數(shù)以確保穩(wěn)定運(yùn)行。
伺服系統(tǒng)：伺服電機(jī)則采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測并調(diào)整電機(jī)的實(shí)際位置。這使得伺服電機(jī)在運(yùn)行過程中更加穩(wěn)定可靠，不易出現(xiàn)丟步或過沖現(xiàn)象。同時，伺服系統(tǒng)的加速性能也較好，能夠快速響應(yīng)控制器的指令并實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動。
七、速度響應(yīng)性能
步進(jìn)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要較長的時間。這限制了步進(jìn)電機(jī)在需要快速啟停的控制場合中的應(yīng)用。
伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)的加速性能則較好。以某些交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。這使得伺服電機(jī)能夠迅速響應(yīng)控制器的指令并實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動，適用于需要快速啟停的控制場合。

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