步進系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的區(qū)別

辰聯(lián)科技

步進系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別在于控制方式、精度、速度和適用領域。步進系統(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打印機和數(shù)控機床。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，如飛機導航系統(tǒng)和半導體設備。此外，伺服系統(tǒng)的功耗和發(fā)熱較低，但成本較高。

北亞機械

一、控制精度
步進系統(tǒng)：步進電機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，步進電機的精確度就越高。步進電機的步距角可以通過細分技術來進一步減小，從而提高控制精度。然而，由于步進電機是開環(huán)控制系統(tǒng)，其精度還受到機械加工精度和裝配精度的影響。
伺服系統(tǒng)：伺服電機的控制精度則取決于其自帶的編碼器。編碼器的刻度越多，伺服電機的精度就越高。伺服電機通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測并調(diào)整電機的轉動角度，從而確保高精度控制。在一些高性能的伺服系統(tǒng)中，控制精度可以達到微米級別。
二、控制方式
步進系統(tǒng)：步進電機通常采用開環(huán)控制方式?？刂破魍ㄟ^發(fā)送脈沖信號給步進驅(qū)動器，從而控制步進電機的轉動角度和速度。由于步進電機沒有反饋機制，因此無法實時檢測并調(diào)整電機的實際位置。
伺服系統(tǒng)：伺服電機則采用閉環(huán)控制方式。伺服驅(qū)動器根據(jù)控制器的指令控制電機的轉動，并通過編碼器實時檢測電機的實際位置。當實際位置與目標位置存在偏差時，伺服驅(qū)動器會調(diào)整電機的轉動角度以消除偏差。
三、低頻特性
步進系統(tǒng)：步進電機在低速時容易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。這是由于步進電機的工作原理所決定的。為了克服低頻振動現(xiàn)象，通常采用阻尼技術或細分技術來減小步距角并提高控制精度。
伺服系統(tǒng)：伺服電機在低速時運轉非常平穩(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，能夠涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），能夠檢測出機械的共振點并進行系統(tǒng)調(diào)整。
四、矩頻特性
步進系統(tǒng)：步進電機的輸出力矩會隨轉速的升高而下降。在較高轉速時，步進電機的輸出力矩會急劇下降，因此其最高工作轉速通常較低。
伺服系統(tǒng)：伺服電機則為恒力矩輸出。在其額定轉速以內(nèi)，伺服電機能夠輸出額定轉矩。在額定轉速以上，伺服電機為恒功率輸出。這意味著伺服電機能夠在更寬的轉速范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的輸出力矩。
五、過載能力
步進系統(tǒng)：步進電機一般不具有過載能力。當負載過大或啟動頻率過高時，步進電機容易出現(xiàn)丟步或堵轉現(xiàn)象。因此，在選型時需要選取較大轉矩的電機以克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。然而，這往往會導致力矩浪費現(xiàn)象。
伺服系統(tǒng)：伺服電機則具有較強的過載能力。以某些交流伺服系統(tǒng)為例，其最大轉矩為額定轉矩的二到三倍。這使得伺服電機能夠輕松應對慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩，并保持穩(wěn)定運行。
六、運行性能
步進系統(tǒng)：由于步進電機是開環(huán)控制系統(tǒng)，其運行性能受到多種因素的影響。例如，啟動頻率過高或負載過大時容易出現(xiàn)丟步或堵轉現(xiàn)象；停止時轉速過高則容易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。因此，在使用步進電機時需要仔細調(diào)整其控制參數(shù)以確保穩(wěn)定運行。
伺服系統(tǒng)：伺服電機則采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測并調(diào)整電機的實際位置。這使得伺服電機在運行過程中更加穩(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，能夠快速響應控制器的指令并實現(xiàn)高速運動。
七、速度響應性能
步進系統(tǒng)：步進電機從靜止加速到工作轉速需要較長的時間。這限制了步進電機在需要快速啟停的控制場合中的應用。
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為例，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒。這使得伺服電機能夠迅速響應控制器的指令并實現(xiàn)高速運動，適用于需要快速啟停的控制場合。

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