步进电机与伺服电机的综合比较

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伺服电机与步进电机的区别

伺服电机与步进电机的区别

伺服电机与步进电机的区别在自动控制系统中,使用电机作为驱动源十分普遍。

伺服电机(Servo Motor)和步进电机(Stepper Motor)常被使用于工业控制和机器人控制等领域。

虽然两种电机都可以用于控制机械的运动,但它们之间存在显著的差异。

本文将介绍伺服电机和步进电机的区别,以及它们的不同优劣势。

一、工作原理伺服电机和步进电机的工作原理不同。

伺服电机通过反馈控制来实现闭环控制。

伺服电机驱动器根据反馈传感器返回的信息(通常是位置、速度或加速度),根据与期望值的差异进行调整,从而更好地控制电机输出。

伺服电机的反馈控制可以使其在各种负载下快速响应,具有更高的精度。

步进电机基于开环控制,通过输入一个脉冲序列来控制旋转角度。

步进电机的转速和位置取决于控制器发出的脉冲数,一个脉冲会使电机转动一个特定的角度,电机的最大位置精度也取决于控制器脉冲的数量和频率。

二、工作范围伺服电机和步进电机的适用范围也不同。

伺服电机通常适用于精确的位置控制。

它们可以控制机械系统的位置和速度,并准确达到既定的目标。

伺服电机通常安装在需要更小运动误差的场合,如传送带、医疗设备和机器人等。

由于它们通常具有更快的响应速度和更精确的反馈系统,因此它们的性能比步进电机更好。

步进电机可以对转动进行高度精确的控制,因此它们适用于需要较简单位置控制的场合,如打印机、数码相机、自动门、自动售货机等。

步进电机的响应时间较长,因此它们不适用于需要高速响应的应用。

三、控制方式伺服电机和步进电机需要不同的控制方式。

伺服电机一般需要PWM的方式来进行速度和位置控制,需要反馈环来进行控制保证。

使用PWM的控制方式可以调节输入的电流和电压,以实现更好的控制。

相对而言,步进电机的控制比较简单,在控制时只需要向其输入脉冲即可。

四、使用场合伺服电机和步进电机一般应用于不同的场合。

伺服电机一般应用于精密度要求比较高的机械和自动化设备中,如医疗设备、印刷机、自动化生产线、数控机床等。

步进电机和伺服电机有什么区别

步进电机和伺服电机有什么区别

步进电机和伺服电机有什么区别?中国伺服驱动发展之迅速、市场潜力之巨大、应用之广泛越来越毋庸置疑的了。

国内不断有新的企业进入到这一行业来,那些具有步进、变频、运动控制器(或控制卡)方面的厂家要进入伺服控制市场,将会非常迅速,也将会非常有竞争力。

市场的占有量以日本品牌为主,约50~60%以上,占据了国内市场的半壁江山。

其次是欧美伺服产品,再者就是中国自产的伺服产品。

这些厂家的伺服产品各有特色:日本伺服进入中国市场较早,产品性能、质量较好,价位较高;而欧美的伺服产品性能和功能最好,价格最高;国产伺服产品在性能和功能方面暂时逊色很多,只能跟在欧美日的后面走,但是具有明显的价格优势。

下面是我作的统计:●国内广泛采用的通用伺服品牌有:日系:三菱、安川、松下、山洋、富士、欧姆龙、日立、日机、多摩川、LG等;欧美系:Lenze、AMK、Rexroth、KEB、CT、ABB、Danaher、Baldor、Parker、Rockwell(AB)等等;数控和高端运控伺服品牌:Siemens、Fanuc、三菱、Rexroth等等;数控伺服情况与数控系统状况相当,Siemens和Fanuc为主,三菱次之。

●国外目前在中国设有代表处、公司的品牌有(47家):西门子(德国)、施耐德(德国)、Danaher、罗克韦尔自动化、Fanuc(美国-日本)、松下、ELMO(以色列)、安川(日本)、富士(日本)、欧姆龙(德国)、Lenze(德国)、KB(德国)、LUST(德国)、三菱(日本)、B &R、艾默生、CT、OMRON、瑞诺(瑞士)、迈克斯(德国)、Trio(英国)、Bosch Rexroth(德国)、maxon、麦特斯(韩国)、SEW、baldor、OEMAX、斯德博(德国)、Beckhoff(德国)、美国贝赛德、NORD、SHINKO(日本)、SSD、PPD(瑞典)、西班牙玛威诺、阿尔法、华纳(美国)、MOOG、台湾大内、Aurotek、DASATECH、PARKE R(美国)、士林、罗兰(美国)、SEEK、PITTMAN、贺尔碧格(德国)、STOEBER●国产通用伺服主要有(23家):台达、埃斯顿、珠海运控、星辰伺服、深圳步进科技、时光、和利时、浙江卧龙、兰州电机、雷赛机电、宁波甬科、固高科技、大连普传、武汉登奇、贝能科技、鄂尔多斯、海蓝机电、北京宝伦、南京晨光、北京首科凯奇、西安微电机、南京高士达、中国电子集团21所等;●国产数控伺服主要有(13家):华中数控、广州数控、大森数控、北京航天数控、凯奇数控、开通数控、众为兴数控、苏强数控、绵阳圣维数控、北京凯恩帝数控、南京华兴数控、南京新方达数控、高金数控等;●国产伺服电机主要有(16家):东元、华大、登奇、强磁(苏强)、中源、海顿(直线电机)、大族(直线电机)、先川电机、硕阳电机、南京思展、上海蒂凯艾姆、上海赢双、北京贝赛德、博山华兴(直流伺服)、博山微电机(直流伺服)、亚博微电机(直流伺服)、上海三意电机等。

步进电机和伺服驱动电机的区别

步进电机和伺服驱动电机的区别

步进电机和伺服驱动电机的区别我非常严肃的说一句,对待科学问题,要有把握才回答,不要误导提问者,以上几位回答者的答案均有误导性步进电机和交流伺服电机性能比较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。

步进电机和伺服电机的区别在哪

步进电机和伺服电机的区别在哪

步进电机与伺服电机的区别如下:一、控制的方式不同步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的,一个脉冲对应一个步距角。

伺服电机是通过控制脉冲时间的长短控制转动角度的。

二、所需的工作设备和工作流程不同步进电机所需的供电电源(所需电压由驱动器参数给出),一个脉冲发生器(现在多半是用板块),一个步进电机,一个驱动器(驱动器设定步距角角度,如设定步距角为0.45°,这时,给一个脉冲,电机走0.45°);其工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲:信号脉冲和方向脉冲。

伺服电机所需的供电电源是一个开关(继电器开关或继电器板卡),一个伺服电机;其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。

三、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。

四、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300~600r/min。

交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000 或3000 r/min)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

五、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。

以某交流伺服系统为例:它具有速度过载和转矩过载能力,其最大转矩为额转矩的3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)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200~400ms。

伺服电机与步进电机的效率比较

伺服电机与步进电机的效率比较

伺服电机与步进电机的效率比较电机是现代工业中的重要组成部分,它们可以通过转换电能和电磁能来产生动力。

一般来说,电机被分为两类:伺服电机和步进电机。

这两种电机各自有自己的特点和应用场景,但它们在效率方面的比较却是一个常见的话题。

本文将对伺服电机和步进电机的效率进行比较和分析。

一、伺服电机的效率伺服电机是一种能够准确控制位置、速度和加速度的电机。

其控制电路将反馈信号与指令信号进行比较,并使用任何差异来控制电机。

伺服电机可使用各种类型的传感器来提高其控制性能,如光电编码器、霍尔传感器和电容传感器。

这些传感器可以检测旋转量、角度、速度和加速度,从而提供实时反馈。

这种反馈机制使得伺服电机在各种应用中都能够提供较高的精度和可靠性。

伺服电机的效率通常比步进电机高,其中一些原因是伺服电机的反馈控制机制和其能够提供更高的加速度和速度。

因此,伺服电机通常用于较大载荷和高速运动的应用,例如印刷、数控机床、气动和液压系统等。

二、步进电机的效率步进电机是由电磁力驱动的电机,其转子在电磁场的作用下向前移动。

步进电机是控制位置和速度的一种有效方式,它们可以通过逐步地施加电压来引起旋转。

步进电机可以被设计成单向旋转或可逆转,也可以允许可编程的微步操作来提高其精度。

与伺服电机不同的是,步进电机通常不需要任何反馈机制。

步进电机的效率取决于其设计和控制方式。

通常情况下,步进电机的效率比伺服电机低,这是因为步进电机的控制方式通常使用开环控制,其控制性能不如伺服电机。

另一方面,步进电机的成本相对较低,适用于一些低负载应用,如发光二极管(LED)和打印机。

三、效率比较伺服电机和步进电机的效率虽然互不相同,但可以对其进行比较。

基本上,伺服电机比步进电机更高效,特别是在大负载和高速运动方面。

而步进电机的效率较低,但成本较低,更适用于低负载和低速运动的应用。

在实际应用中,需要根据需求、设计和成本等因素来选择适合的电机。

如果您需要高精度和高速度,则伺服电机可能是更好的选择。

步进电机与伺服电机区别

步进电机与伺服电机区别

步进电机与伺服电机区别步进电机和伺服电机是现代工业中常见的两种电动执行元件,它们在自动化控制系统中起着重要作用。

虽然它们都是电动机,但在工作原理、应用领域和性能特点上有着明显的区别。

本文将从几个方面对步进电机和伺服电机进行比较,以帮助读者更好地理解它们之间的差异。

1. 工作原理步进电机:步进电机是一种将电脉冲转变为机械位移的电机,它通过将电流施加到定位磁极上来产生转矩,并通过轴向的步进角来控制位置。

步进电机在不需要传感器反馈的情况下可以实现精确的位置控制。

伺服电机:伺服电机是一种通过与位置或速度传感器配合的反馈系统来控制输出位置、速度或转矩的电机。

伺服电机通常能够更及时地响应控制系统的指令,并且具有更高的精度和性能。

2. 应用领域步进电机:步进电机适用于需要简单位置控制的场合,如打印机、数控机床、3D 打印机等。

由于步进电机没有速度和位置反馈控制,因此在需要更高精度和速度的应用中往往表现不佳。

伺服电机:伺服电机适用于对位置、速度和转矩要求较高的自动化系统中,如飞机控制系统、机器人、医疗设备等。

伺服电机能够根据传感器反馈的信号实现更高精度的闭环控制。

3. 性能特点步进电机:- 简单控制,易于编程。

- 低成本,可靠性高,需使用专用驱动器。

- 无需外部传感器反馈,但容易失步。

- 通常适用于低速、低精度的应用。

伺服电机: - 高性能,精度高。

- 价格较高,需要专用控制器与反馈系统。

-高速响应,稳定性好,适用于高精度、高速度的控制系统。

- 需要传感器反馈,实现闭环控制,准确度更高。

4. 总结综上所述,步进电机和伺服电机在工作原理、应用领域和性能特点上存在明显的区别。

选择合适的电机取决于具体的应用需求,如果需要简单的位置控制且成本较低,步进电机是一个不错的选择;而如果需要更高的精度、速度和稳定性,伺服电机则更为适合。

在实际工程中,我们应根据实际需求来选择适合的电机类型,以确保系统的稳定运行和高效性能。

伺服电机和步进电机的区别

伺服电机和步进电机的区别

伺服电机和步进电机的区别伺服电机和步进电机是两种常见的电动机类型,它们在工业和自动化领域中都有着广泛的应用。

虽然它们在操作原理和性能上有所不同,但都是用来将电能转化为机械能以实现精确的运动控制。

本文将从几个方面来详细阐述伺服电机和步进电机的区别。

1. 工作原理:伺服电机是通过将电机转子的位置反馈与控制器中的设定位置进行比较,然后对电机进行调整以保持位置的准确性。

它通常由电机、编码器和控制器组成,控制器通过不断调整电机的输入信号,使其保持在设定的位置。

步进电机则是通过控制电机的脉冲信号来驱动电机转动。

每个脉冲信号将使电机转子移动一个固定的步距,而且步进电机的运动是离散的,它没有位置反馈环路,因此无法实现精确定位和速度控制。

2. 控制方式:伺服电机通常使用闭环控制系统,它能够感知运动过程中的任何位置偏差,并通过调整输入信号来纠正这些偏差。

因此,伺服电机能够实现非常精确的位置和速度控制。

而步进电机通常使用开环控制系统,只需提供恰当的脉冲信号即可使电机转动。

但由于没有位置反馈,当负载变化或步进电机负载过重时,步进电机容易丢步,导致运动位置的误差。

3. 动态响应:伺服电机的动态响应性能优于步进电机。

由于伺服电机有位置反馈环路,并通过控制器实时调整输入信号,所以能够更精确地控制和调节运动位置、速度和加速度。

步进电机的动态响应受限于脉冲信号的频率和步距角。

虽然通过增加脉冲频率可以提高步进电机的转速,但在高速或高负载情况下,步进电机的动态响应性能会下降,容易产生失步现象。

4. 负载承受能力:伺服电机能够以较高的力矩输出进行运动控制,适用于大负载和高精度的应用。

因为其具有位置反馈和动态调整功能,能够根据负载的变化实时调整控制信号,保持较高的运动精度。

相比之下,步进电机的力矩输出相对较低,通常适用于较小的负载和低精度的应用。

步进电机常用于一些相对简单的工作,如印刷、包装和纺织等行业中。

5. 适用领域:由于伺服电机的高精度、高速度和高负载承受能力,它广泛应用于需要精确控制位置、速度或加速度的领域,例如机床、机器人、自动化生产线等。

步进电机与伺服电机的综合比较

步进电机与伺服电机的综合比较

步进电机与伺服电机的综合比较步进电机和伺服电机是自动化工业生产中常用的执行电机,其应用领域十分相似,但事实上两者之间是存在一定差异的,本文通过说明两者之间的特点和工作原理,进一步分析了两者之间的区别,给实际生产运用提供了参考。

一、步进电机和伺服电机的主要特点(一)步进电机的主要特点1.步进电机没有积累误差。

一般来说,步进电机的精度大约是其实际步距角的3~5%,且不会累积。

2.步进电机在工作时,电脉冲信号会按一定顺序(例如A-B-C-A-B-C等)轮流加到各相绕组上。

3.步进电机与其它电机不同,其实际工作电压和电流可以超过额定大小,但选择时不应偏离额定值太多。

4.步進电机外表允许的最高温度可以达到80-90° C。

5.步进电机的力矩会随着其频率(或速度)的增大而降低。

6.混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围。

7.可以通过将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可改变其旋转方向。

(二)伺服电机的主要特点1.起动转矩比较大,当一旦给定子提供控制电压,转子就会立即转动,所以伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

2.运行范围比较广。

3.不会产生自转现象,正常运转的伺服电机一旦失去控制电压,电机立即停止运转。

二、步进电机和伺服电机的工作原理(一)步进电机的工作原理步进电机可以将电脉冲信号转换为机械信号,步进电机每发送一个电脉冲,就可以使其旋转一个固定的角度,称为步距角。

步距角的大小由其转子齿数Zr 和拍数N所决定。

当连续给电机发送多个电脉冲信号时,就可以使其进行连续运行。

此外,可以通过改变发送的电脉冲信号的频率来控制电机转动的速度,从而实现精确定位和调速的目的。

(二)伺服电机的工作原理伺服电机内部也同样由定子和转子组成,其转子是永磁铁,驱动器控制的三相电首先在定子绕组中形成电磁场,而转子在这种电磁场的作用下发生旋转,与此同时伺服电机通过编码器将转动信号反馈给驱动器,通过闭环调节在驱动器内调整转子转动的角度,从而实现精确的定位控制。

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步进电机与伺服电机的综合比较
步进电机和伺服电机是自动化工业生产中常用的执行电机,其应用领域十分相似,但事实上两者之间是存在一定差异的,本文通过说明两者之间的特点和工作原理,进一步分析了两者之间的区别,给实际生产运用提供了参考。

一、步进电机和伺服电机的主要特点
(一)步进电机的主要特点
1.步进电机没有积累误差。

一般来说,步进电机的精度大约是其实际步距角的3~5%,且不会累积。

2.步进电机在工作时,电脉冲信号会按一定顺序(例如A-B-C-A-B-C等)轮流加到各相绕组上。

3.步进电机与其它电机不同,其实际工作电压和电流可以超过额定大小,但选择时不应偏离额定值太多。

4.步進电机外表允许的最高温度可以达到80-90° C。

5.步进电机的力矩会随着其频率(或速度)的增大而降低。

6.混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围。

7.可以通过将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可改变其旋转方向。

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(二)伺服电机的主要特点
1.起动转矩比较大,当一旦给定子提供控制电压,转子就会立即转动,所以伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

2.运行范围比较广。

3.不会产生自转现象,正常运转的伺服电机一旦失去控制电压,电机立即停止运转。

二、步进电机和伺服电机的工作原理
(一)步进电机的工作原理
步进电机可以将电脉冲信号转换为机械信号,步进电机每发送一个电脉冲,就可以使其旋转一个固定的角度,称为步距角。

步距角的大小由其转子齿数Zr和拍数N所决定。

当连续给电机发送多个电脉冲信号时,就可以使其进行连续运行。

此外,可以通过改变发送的电脉冲信号的频率来控制电机转动的速度,从而实现精确定位和调速的目的。

(二)伺服电机的工作原理
伺服电机内部也同样由定子和转子组成,其转子是永磁铁,驱动器控制的三相电首先在定子绕组中形成电磁场,而转子在这种电磁场的作用下发生旋转,与此同时伺服电机通过编码器将转动信号反馈给驱动器,通过闭环调节在驱动器内调整转子转动的角度,从而实现精确的定位控制。

三、步进电机和伺服电机的区别
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1.控制精度的不同
步进电机是通过发送电脉冲信号的数量来控制电机的转动,一个脉冲对应一个步距角,两项混合式步进电机的步距角一般为3. 6°或1. 8°,而五相混合式步进电机步距角可以达到0. 72° 或0. 36°。

而伺服电机是通过控制发送脉冲时间的长短来控制电机所旋转的角度,其精度是由电机轴后端的旋转编码器所保证的,精度往往可以达到步进电机的几千分之一,能够实现更加精确的定位控制。

2.低频特性的不同
在低速运行时步进电机容易出现低频振动现象。

其振动频率与负载情况和驱动器本身的性能有关,一般来说,振动频率大概是电机空载时起跳频率的一般。

当步进电机在低速运行时,需要额外采用阻尼技术等来减弱低频振动现象,比如可以在电机上加阻尼器或者是在驱动器上采用细分技术等。

而交流伺服电机运转非常平稳,不论在低速运行还是高速运行时都不会出现振动的现象,因为其具有共振抑制的功能,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。

3.矩频特性的不同
步进电机的输出转矩会随着转速的上升而降低,并且在较高转速时会出现一个急剧的下降,所以其最高工作转速一般需要控
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制在每分钟300到600转。

而交流伺服电机在运行时属于恒定转矩的输出状态,所以在其额定转速范围内都能输出额定得转矩,需要注意的是,当在额定转速以上工作时,则为恒功率输出。

4.过载能力的不同
步进电机一般不具备过载能力,而交流伺服电机具有较强的过载能力。

例如松下交流伺服系统就同时具有速度过载和转矩过载的能力,最大转矩可以达到额定转矩的3倍左右,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性转矩。

但是步进电机因为没有这种过载能力,所以在选型时为了克服惯性转矩,一般需要选取较大转矩的电机,在正常启动之后又只需要用到小部分能量,从而容易出现转矩浪费的情况。

5.运行性能的不同
步进电机所使用的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易都会导致其发生失步或堵转等现象,同时在停止过程中如果转速过高也容易出现过冲情况。

而交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器在运行过程中会对电机编码器反馈信号进行采样,从而进行实时的调整,一般也不会出现失步或过冲的现象,控制和运行性能更加可靠。

6.响应能力的不同
步进电机从静止开始加速到工作转速所需要的时间大约为200到400毫秒。

而交流伺服电机的响应能力更好,以松下
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MSMA-400型的交流伺服电机为例,从静止开始加速到3000r/min(额定转速)仅需几毫秒就够了,可用于需要快速启停的控制场合。

四、结论
综上所述,交流伺服电机的性能在许多方而都好于步进电机。

但是由于价格等原因,在一些控制要求不高的场合也可以使用步进电机作为执行机构。

所以,在实际工业生产控制中,要综合考虑控制要求、性能、成本、环境等多方面因素,进而选择合适的控制电机。

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