伺服电机与步进电机的不同之处

伺服电机的定义

　　伺服电机的伺服(servo)指的即是控制机构。在科技领域里，控制的一侧称为主(master)，被控制的一侧称为从(slave)，据说伺服和从都源自拉丁语的Servus(奴隶)。

　　也就是说，伺服电机这个名称的意思就是"按照指示忠实工作"的电机，只要能够控制旋转位置和转速等，无论什么机制的电机都被称为"伺服电机"。

　　因此，有时也会将步进电机和无铁芯电机包括在伺服电机里，在此，我们对装配了编码器(旋转检测器)，并根据该信息使用驱动器控制速度和位置(角度)的伺服电机类型进行说明。

　　伺服电机与步进电机的区别

　　步进电机与伺服电机一样，配备了通过接受外部信号控制旋转角度的机构，它们都可以执行设备类的定位等操作，但是具有下列区别。

　　1.控制方式

　　伺服电机通过编码器(旋转检测器)检测出旋转位置，并将编码器检测到的信息反馈给控制器来控制位置。因此能够实现高精度停止，即使是在旋转过程中停止，如果位置有偏差也能返回原来的位置。另一方面，步进电机的旋转角度与脉冲数成正比，驱动器通过从控制器接收这个脉冲信号来控制位置。因此，其实它并不需要检测位置的机构，也就无法识别位置的偏差。所以可能会因意外的负载波动等原因而发生失步(指示的旋转角度与电机旋转不同步的状态)。

　　①伺服电机

　　程序→控制器(脉冲信号)→驱动器(电流转换)→电机→编码器(编码器信号)→驱动器(动作信息)→控制器

　　②步进电机程序→控制器(脉冲信号)→驱动器(电流转换)→电机

　　2.扭矩/转速

　　伺服电机在低速区域和高速区域均能产生稳定扭矩，因此可以实现高速运行。步进电机只是在低速区域能够产生较高的扭矩，在高速区域扭矩减小，因此不适合高速旋转的用途。

　　3.成本

　　伺服电机因为需要使用昂贵的旋转编码器和伺服控制装置(伺服驱动器)，成本比步进电机更高。

　　4.加速性能

　　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，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。

　　伺服电机的历史

　　伺服电机技术随着工业机器人的进步而有显著发展。

　　美国从20世纪50年代起重视工厂的自动化，并开始了以皮带输送机、自动化装置、工业机器人等为代表的自动化进程。初期的自动化装置和工业机器人的执行器使用液压和气压定位，存在精度、使用的稳定性、管线、漏油漏气等课题。

　　之后，随着20世纪50〜60年代DC伺服电机技术不断发展，实用性不断提高，它开始用于工业机器人，以替代存在问题的液压和气压机构。

　　到了20世纪80年代，出现了AC伺服电机，机器人有了追求更小更轻的趋势等，AC伺服电机因其较高的实用性，现如今几乎应用在所有工业领域的设备类产品上。

　　伺服电机的类型

　　伺服电机可以分为DC伺服电机和AC伺服电机两类。

　　DC伺服电机

　　由带刷DC(直流)电机驱动的伺服电机。DC电机比AC电机容易控制，且体积小、价格低，因此以前广泛使用，但是随着AC电机控制技术的发展，现在使用的机会越来越少了。

　　AC伺服电机

　　由AC(交流)电机驱动的伺服电机。其控制比DC电机复杂，但是随着控制技术的发展，现在已经是使用最普遍的伺服电机了。

　　AC伺服电机按照驱动电机的类型可以分为同步(SM)型和感应(IM)型两类。两者的区别在于是否使用永磁体。

　　同步(SM)型使用永磁体。电机输出功率越大，昂贵永磁体的使用量也越多，所以成本较高。因此，多用于输出功率较小的领域(不足10kW)，现如今随着高性能永磁体的出现，同步型也就成了主流产品。

　　感应(IM)型不使用永磁体，用于输出功率较大的领域(10kW以上)。