伺服电机步进电机区别
伺服电机部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？
答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降.。
请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？
答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系
统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。
永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。
伺服和步进电机
伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国的数字控制系统中，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。
伺服电机和步进电机的性能比较
步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国的数字控制系统中，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 1.8°、0.9°，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通过细分后步距角更小。如山洋公司（SANYO DENKI）生产的二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。以山洋全数字式交流伺服电机为例，对于带标准 2000线编码器的电机而言，由于驱动器部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为
360°/131072=0.0027466°，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。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。
三、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300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
四、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。以山洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍，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。
五、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
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200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机的选型计算方法
转数山洋公司根据客户实际要求，对于同等功率的电机可以选配不同转数的电机，一般来说，转数越低，价格越便宜。
扭矩必须满足实际需要，但是不需要像步进电机那样留有过多的余量。
惯量根据现场要求选用不同惯量的电机，如机床行业一般选用Ｐ１系列大惯量的伺服电机。
有关提问
1：我想用±10V或4~20mA的直流电压来控制步进电机,可以吗？
答：可以,但需要另外的转换模块。
2：我有一个伺服电机带编码器的反馈,可否用只带测速机口的伺服驱动器控制？答：可以,需要配一个编码器转测速机信号模块。
3：伺服电机的码盘部分可以拆开吗？
答：禁止拆开,因为码盘的石英片很容易破裂，且进入灰尘后，寿命和精度都将无法保证，需要专业人员检修。
4：步进和伺服电机可以拆开检修或改装吗？
答：不要,最好让厂家去做,拆开后没有专业设备很难安装回原样,电机的转定子间的间隙无法保证。磁钢材料的性能被破坏,甚至造成失磁,电机力矩大大下降。5：伺服控制器能够感知外部负载的变化吗？
答：如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进。
6：可以将国产的驱动器或电机和国外优质的电机或驱动器配用吗？
答：原则上是可以的,但要搞清楚电机的技术参数后才能配用,否则会大大降低应有的效果,甚至影响长期运行和寿命。最好向供应商咨询后再决定。
7：使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗 ?
答：正常来说这不是问题,只要电机在所设定的速度和电流极限值运行。因为电机速度与电机线电压成正比,因此选择某种电源电压不会引起过速,但可能发生
驱动器等故障。此外 , 必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求,而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。事实上,如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 ( 低于额定电压 ) ,这是很好的。以较低的电压 ( 因此比较低的速度 ) 运行会使得电刷运转反弹较少,而且电刷 / 换向器磨损较小,比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。另一方面,如果电机大小的***和性能的要求需要额外的转矩及速度,过度驱动电机也是可以的,但会牺牲产品的使用寿命。
8：如何为我的应用选择适当的供电电源 ?
答：推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke, 以及系统的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 , 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke，以及系统的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 , 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流,需要计算此应用所有的功率需求,再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。9：对于伺服驱动器我可以选择那种工作方式？
答：不同的模式并不全部存在于所有型号的驱动器中
10：驱动器和系统如何接地？
答：如果在交流电源和驱动器直流总线(如变压器)之间没有隔离的话,不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接,这可能会导致设备损坏和人员伤害。
A：因为交流的公共电压并不是对的,在直流总线地和之间可能会有很高的电压。B：在多数伺服系统中,所有的公共地和在信号端是接在一起的。多种连接方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生电流。 C：为了保持命令参考电压的恒定，要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。它也会接到外部电源的地，这将影响到控制器和驱动器的工作(如：编码器的 5V电源)。 D：屏蔽层接地是比较困难的,有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地,或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。
11：减速器为什么不能和电机正好相配在标准转矩点?
答：如果考虑到电机产生的经过减速器的最续转矩，许多减速比会远远超过减速器的转矩等级。如果我们要设计每个减速器来匹配满转矩，减速器的部齿轮会有太多组合 ( 体积较大、材料多 ) 。这样会使得产品价格高,且违反了产品的“高性能、小体积”原则。
12：我如何选择使用行星减速器还是正齿轮减速器?
答：行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时,即小体积大转矩,而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好，正齿轮减速器则用于较低的电流消耗，低噪音和高效率低成本应用。
13：何为负载率 (duty cycle)?
答：负载率 (duty cycle) 是指电机在每个工作周期的工作时间 / (工作时间 + 非工作时间)的比率。如果负载率低，就允许电机以 3 倍连续电流短时间运行,从而比额定连续运行时产生更大的力量。
14：标准旋转电机的驱动电路可以用于直线电机吗？
答：一般都是可以的。你可以把直线电机就当作旋转电机，如直线步进电机、有刷、无刷和交流直线电机。具体请向供应商咨询。
15：直线电机是否可以垂直安装,做上下运动？
答：可以。根据用户的要求,垂直安装时我们可以加装动子滑块平衡装置或加装导轨抱闸刹车。
16：在同一个平台上可以安装多个动子吗？
答：可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。
17：是否可以将多个无刷电机的动子线圈安装于同一个磁轨道上？
答：可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。
18：使用直线电机比滚珠丝杆的线性电机有何优点？
答：由于定子和动子之间没有机械连接,所以消除了背隙、磨损、卡死问题，运动更加平滑。突出了更高精度、高速度、高加速度、响应快、运动平滑、控制精度高、可靠性好体积紧凑、外形高度低、长寿命、免维护等特点。
19：如何选用电动缸、滑台、精密平台类产品？其成本是如何计算的？
答：选择致动执行器类产品关键要看您对运动参数有什么样的要求，可以根据您需要的应用来确定具体运动参数等技术条件，这些参数要符合您的实际需要，既要满足应用要求并留有余地，也不要提得太高，否则其成本可能会数倍于标准型产品。举例来说,如果0.1mm精度够用的话，就不要选0.01mm的参数。其它如负载能力、速度等也是如此。另外一个给用户的选型建议是，如果不是必须,推拉力或负重、速度、定位精度这三个主要参数不要同时要求很高，因为致动执行器是一个高精度高技术的机电一体化产品，我们在设计制造时需要从机械结构、电气性能、材料特性、材质和处理方法等多方面考虑并选择相应的组成电机、驱动
控制器和反馈装置，以及不同精度等级的导轨、丝杆、支撑座和其它机械系统，使之达到需要的整体运动参数，可谓牵一发动全身的产品。当然,您有高要求的产品需要，我们还是可以满足，只是成本会相应的提高。
20：什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？
答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
21：请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？
答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。
永磁交流伺服电动机
20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：
●电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。
●定子绕组散热比较方便。
●惯量小，易于提高系统的快速性。
●适应于高速大力矩工作状态。
●同功率下有较小的体积和重量。
自从德国的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行。
日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，其中D系列适用于数控机床（最高转速为1000r/min，力矩为0.25～2.8N.m），R系列适用于机器人（最高转速为3000r/min，力矩为0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制，力矩波动由24％降低到7％，并提高了可靠性。这样，只用了几年时间形成了八个系列（功率围为0.05～6kW）较完整的体系，满足了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕线机等的不同需要。
以生产机床数控装置而著名的日本法奴克（Fanuc）公司，在20世纪80年代中期也推出了S系列（13个规格）和L系列（5个规格）的永磁交流伺服电动机。L系列有较小的转动惯量和机械时间常数，适用于要求特别快速响应的位置伺服系统。日本其他厂商，例如：三菱电动机（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS
和HC-UFS系列）、东芝精机（SM系列）、大隈铁工所(BL系列）、三洋电气（BL 系列）、立石电机（S系列）等众多厂商也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。德国力士乐公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服电动机共有7个机座号92个规格。德国西门子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服电动机分为标准型和短型两大类，共8个机座号98种规格。据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机IHU系列相比，重量只有后者的1／2，配套的晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列，最多的可供6个轴的电动机控制。德国宝石（BOSCH）公司生产铁氧体永磁的SD系列（17个规格）和稀土永磁的SE系列（8个规格）交流伺服电动机和Servodyn SM系列的驱动控制器。美国著名的伺服装置生产公司Gettys曾一度作为Gould 电子公司一个分部（Motion Control Division），生产M600系列的交流伺服电动机和A600 系列的伺服驱动器。后合并到AEG，恢复了Gettys名称，推出A700全数字化的交流伺服系统。美国A-B（ALLEN-BRADLEY）公司驱动分部生产1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流PWM伺服控制器。电动机包括3个机座号共30个规格。I.D.（Industrial Drives）是美国著名的科尔摩根（Kollmorgen）的工业驱动分部，曾生产BR-210、BR-310、BR-510 三个系列共41个规格的无刷伺服电动机和BDS3型伺服驱动器。自1989年起推出了全新系列设计的掺鹣盗袛（Goldline）永磁交流伺服电动机，包括B（小惯量）、M（中惯量）和EB（防爆型）三大类，有10、20、40、60、80五种机座号，每大类有42个规格，全部采用钕铁硼永磁材料，力矩围为0.84～111.2N.m，功率围为0.54～15.7kW。配套的驱动器有BDS4（模拟型）、BDS5（数字型、含位置控制）和Smart Drive（数字型）三个系列，最续电流55A。Goldline系列代表了当代永磁交流伺服技术
最新水平。爱尔兰的Inland原为Kollmorgen在国外的一个分部，现合并到AEG，以生产直流伺服电动机、直流力矩电动机和伺服放大器而闻名。生产BHT1100、2200、3300三种机座号共17种规格的SmCo永磁交流伺服电动机和八种控制器。法国Alsthom集团在巴黎的Parvex工厂生产LC系列（长型）和GC系列（短型）交流伺服电动机共14个规格，并生产AXODYN系列驱动器。原联为数控机床和机器人伺服控制开发了两个系列的交流伺服电动机。其中ДBy系列采用铁氧体永磁，有两个机座号，每个机座号有3种铁心长度，各有两种绕组数据，共12个规格，连续力矩围为7～35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6个机座号17个规格，力矩围为0.1～170N.m，配套的是3ДБ型控制器。近年日本松下公司推出的全数字型MINAS系列交流伺服系统，其中永磁交流伺服电动机有MSMA系列小惯量型，功率从0.03～5kW，共18种规格；中惯量型有MDMA、MGMA、MFMA三个系列，功率从0.75～4.5kW，共23种规格,MHMA系列大惯量电动机的功率围从0.5～5kW，有7种规格。国三星公司近年开发的全数字永磁交流伺服电动机及驱动系统，其中FAGA交流伺服电动机系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多种型号，功率从15W～5kW。现在常采用摴β时浠蕯（Powerrate）这一综合指标作为伺服电动机的品质因数，衡量对比各种交直流伺服电动机和步进电动机的动态响应性能。功率变化率表示电动机连续（额定）力矩和转子转动惯量之比。按功率变化率进行计算分析可知，永磁交流伺服电动机技术指标以美国I.D 的Goldline系列为最佳，德国Siemens的IFT5系列次之。
直流伺服电机
直流伺服电机具有良好的启动、制动和调速特性,可很方便地在宽围实现平滑无
极调速,故多采用在对伺服电机的调速性能要求较高的生产设备中。
直流伺服电机的结构主要包括三大部分：
1.定子
定子磁极磁场由定子的磁极产生.根据产生磁场的方式,直流伺服电动机可分为永磁式和他激式，永磁式磁极由永磁材料制成，他激式磁极由冲压硅钢片叠压而成，外绕线圈通以直流电流便产生恒定磁场.
2.转子
又称为电枢，由硅钢片叠压而成，表面嵌有线圈，通以直流电时，在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。
3.电刷与换向片
电刷与换向片为使所产生的电磁转矩保持恒定方向，转子能沿固定方向均匀的连续旋转，电刷与外加直流电源相接，换向片与电枢导体相接。
直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机的工作原理是完全相同，如图4-4所示：他激直流电机转子上的载流导体(即电枢绕组)，在定子磁场中受到电磁转矩M的作用，使电机转子旋转，由直流电机的基本原理分析得到：n=(u-IaRa)/ke；
式中:n电枢的转速,r/min；
u电枢电压；
Ia 电机电枢电流；
Ra电枢电阻；
ke电势系数(ke=Ceφ)；
由式中可知,调节电机的转速有三种方法：
(1)改变电枢电压u，调速围较大，直流伺服电机常用此方法调速；
(2)变磁通量φ(即改变ke的值).改变激磁回路的电阻Rf以改变激磁电流If，可以达到改变磁通量的目的；调磁调速因其调速围较小常常作为调速的辅助方法，而主要的调速方法是调压调速，若采用调压与调磁两种方法互相配合，可以获得很宽的调速围，又可充分利用电机的容量；
(3)在电枢回路中串联调节电阻Rt(图中无表示)，此时有
n=[u-Ia(Ra+Rt)]/ke
从式中可知,在电枢回路中串联电阻的办法，转速只能调低,而且电阻上的铜耗较大，这种办法并不经济，仅用于较少的场合。
交流伺服电机的结构与控制工作原理
交流伺服电机与普通电机一样，交流伺服电机也由定子和转子构成。定子上有两个绕组，即励磁绕组和控制绕组，两个绕组在空间相差90°电角度。伺服电机部的转子是永磁铁，驱动gS控制的u／V／W三相电形成电磁场转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标
值进行比较，调整转子转动的角度。
交流伺服电机的工作原理和单相感应电动机无本质上的差异。但是，交流伺服电机必须具备一个性能，就是能克服交流伺服电机的所谓“自转”现象，即无控制信号时，它不应转动，特别是当它已在转动时，如果控制信号消失，它应能立即停止转动。而普通的感应电动机转动起来以后，如控制信号消失，往往仍在继续转动。
当电机原来处于静止状态时，如控制绕组不加控制电压，此时只有励磁绕组通电产生脉动磁场。可以把脉动磁场看成两个圆形旋转磁场。这两个圆形旋转磁
场以同样的大小和转速，向相反方向旋转，所建立的正、反转旋转磁场分别切割笼型绕组（或杯形壁）并感应出大小相同，相位相反的电动势和电流（或涡流），这些电流分别与各自的磁场作用产生的力矩也大小相等、方向相反，合成力矩为零，伺服电机转子转不起来。一旦控制系统有偏差信号，控制绕组就要接受与之相对应的控制电压。在一般情况下，电机部产生的磁场是椭圆形旋转磁场。一个椭圆形旋转磁场可以看成是由两个圆形旋转磁场合成起来的。这两个圆形旋转磁场幅值不等（与原椭圆旋转磁场转向相同的正转磁场大，与原转向相反的反转磁场小），但以相同的速度，向相反的方向旋转。它们切割转子绕组感应的电势和电流以及产生的电磁力矩也方向相反、大小不等（正转者大，反转者小）合成力矩不为零，所以伺服电机就朝着正转磁场的方向转动起来，随着信号的增强，磁场接近圆形，此时正转磁场及其力矩增大，反转磁场及其力矩减小，合成力矩变大，如负载力矩不变，转子的速度就增加。如果改变控制电压的相位，即移相180o，旋转磁场的转向相反，因而产生的合成力矩方向也相反，伺服电机将反转。若控制信号消失，只有励磁绕组通入电流，伺服电机产生的磁场将是脉动磁场，转子很快地停下来。
为使交流伺服电机具有控制信号消失，立即停止转动的功能，把它的转子电阻做得特别大，使它的临界转差率Sk大于1。在电机运行过程中，如果控制信号降为“零”，励磁电流仍然存在，气隙中产生一个脉动磁场，此脉动磁场可视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成。一旦控制信号消失，气隙磁场转化为脉动磁场，它可视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成，电机即按合成特性曲线运行。由于转子的惯性，运行点由A点移到B点，此时电动机产生了一个与转子
原来转动方向相反的制动力矩。在负载力矩和制动力矩的作用下使转子迅速停止。
必须指出，普通的两相和三相异步电动机正常情况下都是在对称状态下工作，不对称运行属于故障状态。而交流伺服电机则可以靠不同程度的不对称运行来达到控制目的。这是交流伺服电机在运行上与普通异步电动机的根本区别。
PLC控制伺服电机的方法与实例
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC，或低端运动控制器)，就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
换一种说法是：
1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也
可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位机控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
伺服电机有三种控制模式：速度控制，位置控制，转矩控制{由伺服电机驱动器的Pr02参数与32(C-MODE)端子状态选择}，本文简要介绍位置模式的控制方法。
一、按照伺服电机驱动器说明书上的<位置控制模式控制信号接线图>连接导线: 3(PULS1)，4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。
5(SIGN1)，6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制。
7(+)与外接24V直流电源的正极相连
29(SRV-0N),伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器。构成更完善的控制系统。
二、设置伺服电机驱动器的参数
1、Pr02－－－－控制模式选择，设定Pr02参数为0或是3或是4。3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时，控制模式相应变为速度模式或是转矩模式，而设为0，则只为位置控制模式。如果您只要求位置控制的话，Pr02设定为0或是3或是4是一样的。
2、Pr10，Pr11,Pr12－－－－增益与积分调整，在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺服电机运行平稳。当然其他的参数也需要调整(Pr13，
Pr14,Pr15,Pr16，Pr20也是很重要的参数)，在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求.
3、Pr40－－－－指令脉冲输入选择，默认为光耦输入(设为0)即可。也就是选择3(PULS1)，4(PULS2)，5(SIGN1)，6(SIGN2)这四个端子输入脉冲与方向信号。
4、Pr41，Pr42－－－－简单地说就是控制伺服电机运转方向。Pr41设为0时，Pr42设为3,则5(SIGN1)，6(SIGN2)导通时为正方向(CCW)，反之为反方向(CW)。Pr41设为1时，Pr42设为3,则5(SIGN1)，6(SIGN2)断开时为正方向(CCW)，反之为反方向(CW)。(正、反方向是相对的，看您如何定义了，正确的说法应该为CCW，CW).
5、Pr46,Pr4A,Pr4B－－－－电子齿轮比设定。此为重要参数，其作用就是控制电机的运转速度与控制器发送一个脉冲时电机的行走长度。
其公式为：
伺服电机每转一圈所需的脉冲数=编码器分辨率× Pr4B／(Pr46 × 2^Pr4A)
伺服电机所配编码器如果为:2500p/r 5线制增量式编码器，则编码器分辨率为10000p/r
如您连接伺服电机轴的丝杆间距为20mm，您要做到控制器发送一个脉冲伺服电机行走长度为一个丝(0.01mm)。计算得知：伺服电机转一圈需要2000个脉冲。(每转一圈所需脉冲确定了，脉冲频率与伺服电机的速度的关系也就确定了) 三个参数可以设定为：Pr4A=0，Pr46=10000，Pr4B=2000，约分一下则为：Pr4A=0，Pr46=100，Pr4B=20。
伺服电机步进电机区别 伺服电机部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降.。 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系
统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。 伺服和步进电机 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。 步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国的数字控制系统中，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。 伺服电机和步进电机的性能比较
伺服电机与步进电机 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
伺服电机和步进电机的区别 一、伺服电机的资料 1、交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度,所以伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 2、什么是伺服电机有几种类型工作特点是什么 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中用作执行元件，原理是把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。3、问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。而直流伺服是梯形波，但直流伺服比较简单，便宜。 A、永磁交流伺服电动机的发展20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国着名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动，交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 B、永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较， 主要优点有： （1）电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 （2）定子绕组散热比较方便。 （3）惯量小，易于提高系统的快速性。 （4）适应于高速大力矩工作状态。 （5）同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品，整个伺服装置市场都转向了交流系统。 早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行。到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采
步进电机和伺服电机的比较 通过介绍步进电机和伺服电机的工作原理，着重描述了步进电机和伺服电机二者的区别，对二者在选型时进行了比较，在控制系统的设计过程中要综合考虑，选用适当的控制电机。 标签：步进电机伺服电机工作原理 随着我国经济迅猛发展，中国逐渐成为世界的加工中心。随着步进电机和伺服电机的出现，大大提升了控制回路的精度。步进电机它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的，其特点是没有积累误差，所以广泛应用于各种开环控制。伺服电机是把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 1 步进电机和伺服电机的工作原理 1.1 步进电机的工作原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 1.2 伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 2 步进电机和伺服电机的区别 2.1 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。 2.2 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。 2.3 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
步进驱动和伺服驱动的区别 步进电机主要是依相数来做分类，而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所广泛采用。二相步进电机每转最细可分割为400等分，五相则可分割为1000等分，所以表现出来的特性以五相步进电机较佳、加减速时间较短、动态惯性较低。 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度、1.8度，五相混合式步进电机步距角一般为0.72度、0.36度。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度;德国百格拉公司(bergerlahr)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度/10000=0.036度。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度/131072=9.89秒。是步距角为1.8度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。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。 三:矩频特性不同
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。如 果您需要节省成本，或者运动负载较小，则步进电机可能是更好的选择。 总体来说，伺服电机和步进电机在应用方面有很大的不同，但它们 在效率方面的比较可以帮助工程师在设计和选择电机时做出更明智的 决策。 结论 伺服电机和步进电机是两种常见的电机类型。伺服电机通常比步进 电机更精确、更高效，并在大负载和高速运动方面表现更出色。与之
伺服电机与步进电机的结构 伺服电机和步进电机都是常见的电动机种类，它们在结构和工作原理上有一定的差异。在这篇文章中，我们将对伺服电机和步进电机的结构进行详细的介绍和比较。 1. 伺服电机结构 伺服电机是一种采用反馈控制原理的电动机，能够实现对转子位置、速度、力矩等参数的实时监测和反馈。伺服电机通常由转子、定子、传感器和控制单元等部分组成。 （1）转子：伺服电机的转子通常由磁铁和线圈组成，磁铁产生磁场，线圈在磁场中产生转矩。转子的设计决定了电机的性能和稳定性。 （2）定子：定子是伺服电机的固定部分，通常由硅钢片和线圈组成。硅钢片用于导磁，线圈则产生磁场。定子的设计影响电机的效率和功率因数。 （3）传感器：伺服电机通常采用编码器、霍尔传感器等装置来检测转子的位置和速度，将反馈信号传输给控制单元。 （4）控制单元：伺服电机的控制单元根据传感器的反馈信号，对电机进行实时调节，实现高精度、高速度的运动控制。 2. 步进电机结构 步进电机是一种采用开环控制原理的电动机，其转动是根据外部提供的脉冲信号来实现的。步进电机主要由转子、定子和驱动器等部分组成。
（1）转子：步进电机的转子由磁铁和线圈组成，磁铁产生磁场，线圈在磁场中产生转矩。转子的设计决定了电机的性能和稳定性。 （2）定子：定子是步进电机的固定部分，通常由硅钢片和线圈组成。硅钢片用于导磁，线圈则产生磁场。定子的设计影响电机的效率和功率因数。 （3）驱动器：步进电机的驱动器是控制电机转动的关键部分，它接收外部脉冲信号，控制线圈电流的开通和关断，从而实现转子的步进运动。 3. 伺服电机与步进电机的结构差异 （1）控制原理：伺服电机采用反馈控制原理，通过传感器实时监测转子位置、速度、力矩等参数，实现对电机的精确控制。而步进电机采用开环控制原理，根据外部提供的脉冲信号来实现转子的步进运动。 （2）传感器：伺服电机通常需要配备编码器、霍尔传感器等装置来检测转子的位置和速度，而步进电机则不需要这些传感器。 （3）驱动器：伺服电机的驱动器通常较为复杂，需要实现对传感器反馈信号的实时处理和调节。而步进电机的驱动器相对简单，只需根据外部脉冲信号控制线圈电流的开通和关断。 （4）应用场合：伺服电机适用于需要高速、高精度、复杂运动控制的场合，如机床、自动化生产线、机器人等。步进电机则适用于需要精确定位和低速运动控制的场合，如印刷机、绘图仪等。 总之，伺服电机和步进电机在结构上具有一定的差异，主要体现在
伺服电机和步进电机的区别 伺服电机和步进电机是常用的两种电机类型，它们在工业自动化和 机械控制领域有广泛的应用。虽然它们都是用于转动控制，但在工作 原理、性能特点以及适用场景上存在一些重要的区别。本文将详细介 绍伺服电机和步进电机的区别。 一、工作原理的区别 1. 伺服电机的工作原理 伺服电机是通过外部的控制信号来实现位置和速度的闭环控制。它 包括了电机、编码器、驱动器和控制器等部件。当控制信号传输到电 机驱动器时，驱动器会将电流传送到电机，以产生转矩。同时，编码 器会不断地向控制器反馈电机的实际位置信息。控制器利用编码器所 反馈的信息来计算误差，并产生相应的调整信号送回驱动器，从而实 现位置和速度的精确控制。 2. 步进电机的工作原理 步进电机是一种开环控制的电机，它通过向电机控制器输入脉冲信 号来驱动电机转动。电机驱动器会将脉冲信号转换为电流，产生转矩。步进电机的转角是离散的，每个脉冲信号使电机转动一个固定的步距，因此步进电机的运动是精确可控的。 二、性能特点的区别 1. 伺服电机的性能特点
伺服电机具有高精度、高速度和高转矩输出的特点。由于采用闭环 控制，伺服电机能够实现准确的位置和速度控制。此外，伺服电机具 有较低的转矩波动和较快的动态响应性能，适用于对运动精度要求较 高的场景。 2. 步进电机的性能特点 步进电机具有较低的成本和较简单的控制系统。由于采用开环控制，步进电机的控制系统相对简化，适用于一些对成本要求较低且控制精 度要求不高的场景。此外，步进电机具有较高的静态转矩和较大的抗 负载特性，适用于一些需要大转矩输出的场合。 三、适用场景的区别 1. 伺服电机的适用场景 伺服电机广泛应用于需要高精度、高速度和高转矩输出的场景，如 数控机床、印刷设备和纺织设备等。由于其闭环控制的特点，伺服电 机能够实现较高的定位精度和过载能力，适用于对运动控制要求严格 的应用领域。 2. 步进电机的适用场景 步进电机广泛应用于需要连续旋转、较低成本和简化控制系统的场景，如3D打印机、扫描仪和机器人等。步进电机由于其开环控制的特点，能够简化控制系统，降低成本。但在高速和高负载的情况下，步 进电机由于限制了最大转速和较小的转矩波动，使得其应用受到一定 限制。
步进电机与交流伺服电机的区别 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（BERGERLAHR）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。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。 三、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300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
步进电机和伺服电机工作原理 步进电机和伺服电机是常见的电动机类型，它们在自动控制系统中起到了重要的作用。本文将分别介绍步进电机和伺服电机的工作原理。 一、步进电机的工作原理 步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或直线位移的电机。它由定子和转子组成，定子上有若干个电磁线圈，转子上有若干个极对。当电流通过定子线圈时，会产生磁场，使得转子受到力矩的作用而转动。 步进电机的工作原理可以分为两种模式：单相步进和双相步进。在单相步进模式下，只需要给定子线圈提供单相脉冲信号，转子就可以按照一定的角度进行移动。而在双相步进模式下，需要给定子线圈提供两相脉冲信号，转子可以按照更精确的角度进行移动。 步进电机的控制方式主要有两种：开环控制和闭环控制。开环控制是指通过控制脉冲信号的频率和脉冲数来控制步进电机的转动速度和位置，但无法实时检测电机的转动情况。闭环控制是在开环控制的基础上增加了位置反馈装置，可以实时检测电机的转动位置，从而更准确地控制电机的转动。 二、伺服电机的工作原理
伺服电机是一种能够根据输入信号控制转子位置的电机。它由电机、位置传感器、控制器和执行器组成。位置传感器用于检测电机转子的位置，控制器根据输入信号和位置反馈信号计算出控制电机的输出信号，执行器将输出信号转化为力矩作用于电机转子上。 伺服电机的工作原理可以简单概括为三个步骤：检测、比较和控制。首先，位置传感器检测电机转子的位置，并将位置信息反馈给控制器。然后，控制器将位置信息与输入信号进行比较，计算出控制电机输出信号的大小和方向。最后，执行器将输出信号转化为力矩，作用于电机转子上，使其按照预定的位置和速度运动。 伺服电机的控制方式主要有位置控制、速度控制和力矩控制。位置控制是指通过控制输出信号的大小和方向来控制电机的位置，速度控制是通过控制输出信号的频率和脉冲数来控制电机的转速，力矩控制是通过控制输出信号的幅值来控制电机的输出力矩。 总结： 步进电机和伺服电机是常见的电动机类型，它们在自动控制系统中起到了重要的作用。步进电机通过控制脉冲信号的频率和脉冲数来控制转动速度和位置，有开环控制和闭环控制两种方式。伺服电机通过位置传感器检测转子位置，控制器根据输入信号和位置反馈信号计算出输出信号，通过执行器作用于电机转子，实现精确的位置、速度和力矩控制。两种电机各有特点，应根据具体需求选择适合的
7.3.1 认知步进电机及驱动器 1、步进电动机简介 步进电动机是将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的一种特殊执行电动机。每输入一个电脉冲信号，电机就转动一个角度，它的运动形式是步进式的，所以称为步进电动机。 （1）步进电动机的工作原理 下面以一台最简单的三相反应式步进电动机为例，简介步进电机的工作原理。 图7-10是一台三相反应式步进电动机的原理图。定子铁心为凸极式，共有三对（六个）磁极，每两个空间相对的磁极上绕有一相控制绕组。转子用软磁性材料中制成,也是凸极结构，只有四个齿，齿宽等于定子的极宽。 图7-10 三相反应式步进电动机的原理图 当A相控制绕组通电，其余两相均不通电，电机内建立以定子A相极为轴线的磁场。由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，使转子齿1、3的轴线与定子A相极轴线对齐，如图7-10（a）所示。若A相控制绕组断电、B相控制绕组通电时，转子在反应转矩的作用下，逆时针转过30°，使转子齿2、4的轴线与定子B相极轴线对齐，即转子走了一步，如图7-10（b）所示。若在断开B相，使C相控制绕组通电，转子逆时针方向又转过30°，使转子齿1、3的轴线与定子C相极轴线对齐，如图7-10（c）所示。如此按A—B—C—A的顺序轮流通电，转子就会一步一步地按逆时针方向转动。其转速取决于各相控制绕组通电与断电的频率，旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序。若按A—C—B—A的顺序通电，则电动机按顺时针方向转动。 上述通电方式称为三相单三拍。“三相”是指三相步进电动机；“单三拍”
是指每次只有一相控制绕组通电；控制绕组每改变一次通电状态称为一拍，“三拍”是指改变三次通电状态为一个循环。把每一拍转子转过的角度称为步距角。三相单三拍运行时，步距角为30°。显然，这个角度太大，不能付诸实用。 如果把控制绕组的通电方式改为A→AB→B→BC→C→CA→A，即一相通电接着二相通电间隔地轮流进行，完成一个循环需要经过六次改变通电状态，称为三相单、双六拍通电方式。当A、B两相绕组同时通电时，转子齿的位置应同时考虑到两对定子极的作用，只有A相极和B相极对转子齿所产生的磁拉力相平衡的中间位置，才是转子的平衡位置。这样，单、双六拍通电方式下转子平衡位置增加了一倍，步距角为15°。 进一步减少步距角的措施是采用定子磁极带有小齿，转子齿数很多的结构，分析表明，这样结构的步进电动机，其步距角可以做得很小。一般地说，实际的步进电机产品，都采用这种方法实现步距角的细分。例如输送单元所选用的Kinco三相步进电机3S57Q-04056，它的步距角是在整步方式下为1.8°，半步方式下为0.9°。 除了步距角外，步进电机还有例如保持转矩、阻尼转矩等技术参数，这些参数的物理意义请参阅有关步进电机的专门资料。3S57Q-04056部分技术参数如表7-1所示。 表7-1 3S57Q-04056部分技术参数 （2）步进电机的使用，一是要注意正确的安装，二是正确的接线。 安装步进电机，必须严格按照产品说明的要求进行。步进电机是一精密装置，安装时注意不要敲打它的轴端，更千万不要拆卸电机。 不同的步进电机的接线有所不同，3S57Q-04056接线图如图7-11所示，三个相绕组的六根引出线，必须按头尾相连的原则连接成三角形。改变绕组的通电顺序就能改变步进电机的转动方向。
步进马达和伺服马达的区别 步进马达由直流脉冲信号控制的，靠一种叫环形分配器的电子开关器件通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源运转。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列，轮流与直流电源接通后就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，随着脉冲频率的增高转速也会增大。步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移。一般说来功率比较小,用于精度要求不高的开环自控系统中,它有一个缺点是容易失步!伺服马达分为交流和直流两大类,功率相对较大,精度高;两者主要的区别是看马达的端部是否有光电编码器!伺服马达就是靠光电编码器来反馈位置信号的。 步进电机是一种将电子脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器收到一个脉冲信号时它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是已固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲频率来控制电机的速度和加速度。从而达到调速的目的，主要用于各种开环控制。 Servo motor的转子是永磁铁U/V/W三相电形成电磁场，转子在磁场的作用下转动，同时电机内部的encoder把角位移信号反馈给driver，driver根据反馈值与目标值进行比较，调整转子的转动角度。其主要特点是当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 步进电机的精度和性能都不如Servo motor，但价格便宜，所以在精度要求不高的场合下使用。 1.步进电机的控制原理
步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60。。线圈绕过相对的两个磁极， 构成一相（A-A’，B-B’，C-C’）。磁极上有5个均匀分布的矩形小齿， 转子上没有绕组，而有40个小齿均匀分布在其圆周上，且相邻两个齿 之间的夹角为9。。 当某组绕组通电时，相应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并 与转子形成磁路。如果这时定子的小齿与转子没有对齐，则在磁场的作 用下转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机 向前“走”一步 步进电机有如下优点： 1．不需要反馈，控制简单。 2．与微机的连接、速度控制（启动、停止和反转）及驱动电路的设计比较简单。 3．没有角累积误差。 4．停止时也可保持转距。 5．没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低。 6．即使没有传感器，也能精确定位。 7．根椐给定的脉冲周期，能够以任意速度转动。 但是，这种电机也有自身的缺点。 8．难以获得较大的转矩 9、不宜用作高速转动 10．在体积重量方面没有优势，能源利用率低。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机安设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到高速的目的。 伺服电机又称执行电机，在自动控制系统中，用作执行元件，把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能，它每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应，所以它是闭环控制，步进电机是开环控制。 步进电机和伺服电机的区别在于：1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越多，它的精确度就越高，伺服电机取块于自带的编码器，编码器的刻度越多，精度就越高。2、控制方式不同；一个是开环控制，一个是闭环控制。3、低频特性不同；步进电机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象，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。4、矩频特性不同；步进电机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电机为恒力矩输出，5、过载能力不同；步进电机一般不具有过载能力，而交流电机具有较强的过载能力。6、运行性能不同；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步
浅析伺服电机的原理、分类及与步进电机的 区别 什么是伺服电机？ 伺服电动机也可以叫做执行电动机，是自动控制系统中的执行元件，其工作是把收到的电信号转换成电动机轴上的角速度输出或者角位移输出。 自从伺服电机推出以来，伺服电机已经在许多行业中证明了其相当有用。多年来，伺服电机一直参与完成大的任务。它们的尺寸可能很小，但是它们非常强大而且节能。有了这些特点，伺服电机广泛用于遥控玩具车，飞机，机器人和各种工业设备。近年来伺服电机也被用于工业应用，在线制造工厂，制药服务，机器人和食品服务行业。 伺服电机有几种分类？ 有直流伺服电机和交流伺服电机两种分类，其主要特点是当信号电压为零时无自转现象；转速随着转矩的增加而匀速下降。 直流伺服电机是小型应用的理想选择，但不能处理大电流浪涌。然而，交流伺服电机能够应对更高的电流浪涌，并在工业机械中得到广泛的应用。谈到价格，直流电机比交流伺服更便宜，所以用得更多。此外，直流电机专门设计用于连续旋转，这使其成为机器人运动的理想选择。 伺服电机的工作原理 伺服电机的工作原理比较简单，但是其工作比较高效。伺服电路内置在电机单元内部，它使用一根通常配有齿轮的柔性轴。电信号控制电机，也决定轴的移动量。伺服电机内部设置简单：小型直流电机，控制电路和电位器。直流电机通过齿轮连接在控制轮上，当电机转动时，电位器的电阻发生变化，控制电路能够精确调节运动和方向。 当轴处于正确的(理想的)位置时，电机停止供电。如果轴没有停在目标的位置，电动机一直运转，直到进入正确的方向。目标的位置通过使用电脉冲的信号线传送。所以，电机的速度与实际和理想的位置成正比。当电机接近所需位置时，电机开始缓慢转动，但电机转到最远时，转速很快。换句话说，伺服电机只需要尽可能快地完成任务，这使得它们成为高效率的设备。
伺服电机和步进电机的区别(一) 伺服电机和步进电机是目前工业中应用比较广泛的两种电动机，它们 在驱动精度、反应速度、能耗等方面有比较明显的差异。接下来将从 以下四个方面对它们进行比较。 1. 基本工作原理 伺服电机的基本工作原理是在控制器的作用下，将反馈的位置和速度 信号与预设的目标位置、速度进行比较后，通过调节电机的电流大小 和方向，实现精确的控制。而步进电机的工作原理是在控制器的驱动下，按照预设的步进角度以及方向进行转动，具有固定的步进角度， 能够比较稳定地输出转矩。 2. 驱动精度 伺服电机在驱动精度方面表现更为优异，可以实现更高的控制精度， 不仅可以达到较高的转速，还可以精确地控制位置、速度等参数。而 步进电机虽然在精准定位方面有一定的优势，但是在运动过程中容易 发生失步，导致驱动精度有时候不能够得到很好的保证。 3. 反应速度 伺服电机具有更快的反应速度，可以更快地响应控制信号进行控制， 应用范围更广，适用于速度要求较高的场合。而步进电机由于在控制 信号响应速度以及电磁转矩上存在一定的局限性，反应速度相对较慢，适用于速度要求较低的场合。 4. 能耗与实际应用
伺服电机在能耗上比步进电机高出不少，而且在实际应用中，伺服电机具有更广泛的适用性，更加稳定，控制也更为直观，可以应用在许多不同场所，比如机床、自动化设备、飞机、船舶等。而步进电机则主要应用于定位、打印等精细控制领域，其性价比表现更好。 总的来说，伺服电机和步进电机是应用比较广泛的两种电动机，在驱动精度、反应速度、能耗等方面有明显的差异，它们在不同的场合具有不同的应用价值。因此，在采用电动机的时候，需要根据实际应用的情况进行选择，以达到最好的驱动效果。
本文主要是关于伺服马达和步进马达的相关介绍，并着重对伺服马达和步进马达的区别进行了详尽的阐述。 伺服马达 伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 工作原理: 1、伺服系统（servo mechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。 2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3、伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。 步进马达 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进马达是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进马达按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进马达可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。