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景新通儀器分享電子拉力機選伺服電機還是步進電機的區別

日期：2025-05-05 00:08
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摘要：伺服電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制復雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環境。



景新通儀器分享電子拉力機選伺服電機還是步進電機的區別


現在好多企業都選用拉力機的運用不可謂不廣泛，對于各種金屬、非金屬拉伸試驗，它可是非常老手。電子拉力機是通過電機的轉動來控制橫梁上夾具的上升、下降及停止，由此可以看出電機的重要性。

 


目前，市場上主流的電機種類有兩種：一個是伺服電機、另一個是步進電機。那么在作為電子拉力機的動力系統是采用伺服電機好還是步進電機呢？在回答這個問題之前我們先來了解了解這兩款類型電機的基本知識：
 
伺服電機伺服電機是特指可以**受控的電機(指轉速、轉角、行程可控等等)，包括直流伺服電機、交流伺服電機、步進電機，但不嚴格時則多數指交/直流伺服電機。在自動控制系統中，用作執行元件，把收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)也就是說伺服電機本身具備發出脈沖的功能，它每旋轉一個角度，都會發出對應數量的脈沖，這樣伺服驅動器和伺服電機編碼器的脈沖形成了呼應，所以它是閉環控制，而步進電機正好相反是開環控制。
 
伺服電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制復雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環境。
 
步進電機是一種感應電機,步進電機需要使用的步進電機驅動器驅動，驅動器由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。功率驅動單元將脈沖發生控制單元生成的脈沖放大，與步進電機直接耦合，屬于步進電機與微控制器的功率接口。是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件，在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖個數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機安設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的，同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到高速運轉的目的。
 
雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能像普通的直流電機，交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。步進電機*大的缺點是轉矩比較小、功率比較小(*大也只是在KW級別)，轉動的平順性也不算好，一般用于小型機電系統。
 

交流伺服驅動系統為閉環控制，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內部構成位置環和速度環，一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象，控制性能更為可靠。伺服電機是閉環系統，伺服驅動器可以自動修正丟失的脈沖，在堵轉時也可以及時給控制器反饋，而步進電機是開環系統，必須通過足夠的力矩余量來避免堵轉。


1.控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°，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。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGERLAHR）生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
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，由于驅動器內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。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低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，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象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。


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