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信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-12-15
步進電機是3D打印機上非常重要的運動零件，它的精度直接影響3D打印的效果，通常3D打印上用的都是步進電機。步進電機是一種離散運動的裝置，接到一個命令就執(zhí)行一步，普通電機供電就轉。伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機，可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅(qū)動控制對象。兩者控制方式都是脈沖信號和方向信號控制，但使用性能和應用場合有以下區(qū)別：
1、控制精度不同：
二相混合式步進電機步距角一般為1.8°，三相混合式步進電機步距角一般為1.2゜，五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。東莞迅控機電生產(chǎn)的一種用于LCD行業(yè)的步進電機，其步距角為0.9°
而交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標準2500線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為360°/10000=0.036°，對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒，這是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
2、低頻特性不同：
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機軸后端上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術等。
而交流伺服電機運轉非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可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，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
3、矩頻特性不同：
步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在一分鐘300～600rpm。
而交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速以內(nèi)（一般為1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm），都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。
4、過載能力不同：
步進電機一般不具有過載能力，交流伺服電機具有較強的過載能力（一般為2、3倍）。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。
注意：步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
5、運行性能不同：
步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉的現(xiàn)象，停止時轉速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。近幾年目前市面上已經(jīng)有閉環(huán)控制的步進電機。以東莞迅控機電為例，該公司生產(chǎn)的閉環(huán)步進系統(tǒng)，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋進行采樣，具有啟動頻率高和轉矩過載能力。
而交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
6、速度響應性能不同：
步進電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。
而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。
總結，雖伺服電機性能優(yōu)于步進電機，但要求不高的場合步進電機更適合做執(zhí)行電機。