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伺服與步進電機的差異是什么？
發布時間：
2020-12-02 15:45
伺服與步進電機有同樣的構造，并且使用相同的運轉原理。兩個電機都包含有一個永磁體的轉子以及一個帶有繞線繞組的定子。兩者都是通過電或者應用直流電壓給定子繞組來運轉，這個意味著轉子來移動。然而，這個就是伺服與步進電機的唯有的相似之處。
步進電機的驅動方式
步進電機有50到100極并且是兩相設備。相反的是，伺服電機有4到12極并且是三相設備。
步進電機驅動器產生隨著速度改變的帶有頻率的正弦波，但是大小是常值。
伺服驅動器，另一方面，產生帶有變頻與大小的正弦波，這允許它們控制速度與扭矩。
步進電機的控制方法
傳統的步進電機在接受到一個指令后推進到一定的脈沖數來移動，這個是與距離成相關的。步進電機被認為是開環系統因為他們缺少一個反饋機制來確認目標位置已經達到。伺服電機同樣也會在收到控制器的指令后進行移動。相反于開環步進電機系統的運轉，伺服電機是閉環系統，并且帶有內置的編碼器，其不斷地與控制器進行接觸，這使得任何所需要的調整以保證目標位置來達到。
在步進電機系統中，如果可獲得的電機扭矩是不夠來克服負載的話，那么電機將會停止或者跳過一個或者更多個脈沖，制造一個在理想的位置與實際所到達的位置的差異。為了避免這個問題，步進電機通常是大尺寸以保證在最差的負載扭矩與電機的可獲得扭矩之間存在剩余。除了增大電機尺寸外，還存在著另外一個選擇。通過增加編碼器，并且運行在伺服模式下，步進電機系統能夠獲得位置監控與控制，就像伺服電機一樣。
在閉環模式下運行步進電機最直接的方式是來比較基于步數而已經獲得的理論位置，以及基于編碼器反饋而得到的實際位置。如果在目標與實際位置之間存在差異的話，控制器將啟動一個修正動作。
盡管上述的方法是無功的，在移動完成后，修改電機的位置，一個閉環步進電機能夠持續性地監控位置步數與編碼器反饋之間的差異（這典型地嵌入在負載之中）。伴有不停的反饋，補償可以實時的完成，通過增加脈沖頻率，臨時性地增加電流，或者調整步距角。
在閉環模式下，運轉步進電機的第三個方式是利用正弦換向。如果定子與轉子磁場沒有進行合適的對齊，編碼器調整電機電流以便精確匹配所需要的扭矩來移動或者控制負載。因為反饋是被用來控制扭矩的，通過監控電機電流，這個模式有時被稱為伺服控制。在伺服控制模式下，步進電機事實上表現的就像高極點伺服電機。但是，沒有箱傳統步進電機那樣所呈現的噪音與共振，這提供了更加平滑的運動與更加精確的控制。因為電流是動態的，而不是像傳統步進電機那兒一樣是常值，電機發熱的問題就極大的避免了。
閉環步進電機消除了傳統開環系統的許多缺陷，使得它們在性能上與伺服電機相似。在要求高速，高速高扭矩，有能力處理變化負載的應用中，伺服電機的性能要由于閉環步進電機。
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