步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的步進運動執(zhí)行機構(gòu)，用來實現(xiàn)連續(xù)的、穩(wěn)定的、高精度的步進運動。步進電機具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、噪聲低、可靠性高等特點。

步進電機有兩種：直流電動機和交流電動機，是將電能轉(zhuǎn)換為機械能，實現(xiàn)角位移或線位移的電機。步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)由驅(qū)動器和電機組成，通常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式來控制驅(qū)動器中的電壓和電流，以實現(xiàn)對步進電機的驅(qū)動。

交流伺服電機是一種具有位置、速度和轉(zhuǎn)矩三個獨立控制環(huán)節(jié)的機電一體化產(chǎn)品，它采用數(shù)字信號控制，可以實現(xiàn)位置和轉(zhuǎn)矩等控制參數(shù)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，并可根據(jù)輸入信號的不同進行不同程度的無級調(diào)速。

步進電機和交流伺服電機的基本原理和結(jié)構(gòu)

步進電機是利用電子線路產(chǎn)生一個脈沖信號（通常為1/3或1/4脈沖），驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的機構(gòu)。其基本工作原理是：當脈沖信號加在電機轉(zhuǎn)子上時，由于轉(zhuǎn)子與定子繞組之間存在有角度（或稱位移），轉(zhuǎn)子便以固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，形成了感應(yīng)電勢。

感應(yīng)電勢通過導(dǎo)線與直流電相連接，當脈沖信號停止時，感應(yīng)電勢也隨之消失。直流電再通過另一根導(dǎo)線與控制電路相連接。

在控制電路中，通常以脈沖數(shù)來表示脈沖的個數(shù)，一個脈沖表示為0或1的整數(shù)倍。通常步進電機的進給精度可以達到0.01度左右（1步），對定位精度要求高的場合步進電機精度可達到0.01 mm （100步）。

交流伺服電機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，主要由驅(qū)動電路、控制電路、測量電路三部分組成。在其輸出軸上安裝有交流編碼器，可通過測量輸入電信號（脈沖）的數(shù)目和極性來確定其輸出電壓（頻率或幅值）的大小和方向。

通過控制電流的大小來改變交流伺服電機的轉(zhuǎn)速。交流伺服電機還可以通過位置傳感器和編碼器實現(xiàn)對電機位置和速度的反饋。

步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的電動機；步進電機有兩種：直流電機和交流電機。直流電動機的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)矩脈動而定，不能高速旋轉(zhuǎn)；交流電動機是將交流電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過整流、濾波等電路將電壓降為直流電再變回交流電。

交流伺服電機是一種具有位置、速度和轉(zhuǎn)矩等獨立控制環(huán)節(jié)的機電一體化產(chǎn)品，它采用數(shù)字信號控制（DSP），具有位置、轉(zhuǎn)矩等控制參數(shù)可以進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，并可根據(jù)輸入信號的不同進行不同程度的無級調(diào)速。

其特點是體積小、重量輕、效率高、性能穩(wěn)定可靠，可在各種惡劣環(huán)境下使用。交流伺服電機常與位置傳感器或編碼器配合使用，以提高系統(tǒng)精度和響應(yīng)速度。

步進電機和交流伺服電機響應(yīng)速度比較

在伺服驅(qū)動系統(tǒng)中，步進電機和交流伺服電機都有各自的響應(yīng)速度。交流伺服電機響應(yīng)速度要快于步進電機。通常情況下，在較高的開環(huán)轉(zhuǎn)速下，步進電機可以達到很高的響應(yīng)速度，但在較低的開環(huán)轉(zhuǎn)速下，交流伺服電機的響應(yīng)速度又會很快。

在許多應(yīng)用中，步進電機可以實現(xiàn)極高的運動精度。從機械角度來看，步進電機在低速時有很好的跟隨性能。它可以保證在低速時有很好的速度精度。因此，步進電機適用于大多數(shù)需要高運動精度的應(yīng)用場合。

交流伺服電機具有非?？斓捻憫?yīng)速度，而且是無極調(diào)速，因此它可以廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)。此外，交流伺服電機在高速時運行平穩(wěn)可靠，在高速運行時不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。由于其響應(yīng)速度快，因此交流伺服電機可以廣泛應(yīng)用于高精度、高速度的場合中。

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審核編輯 黃宇