本文主要是關(guān)于伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)的相關(guān)介紹，并著重對伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)的區(qū)分進(jìn)行了詳盡的闡述。伺服馬達(dá)伺服電機(jī)(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中掌握機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使掌握速度，位置精度特別精確 ，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動掌握對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號掌握，并能快速反應(yīng),在自動掌握系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和溝通伺服電動機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。工作原理：L伺服系統(tǒng)(servomechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動掌握系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移,由于，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡潔，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，掌握簡潔，需要維護(hù)，但維護(hù)不便利(換碳刷)，產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的一般工業(yè)和民用場合。無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。掌握簡單，簡潔實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式敏捷，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。2、溝通伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動掌握中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器掌握的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器依據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度打算于編碼器的精度（線數(shù)）。溝通伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)分：溝通伺服要好一些，由于是正弦波掌握，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡潔，廉價。步進(jìn)馬達(dá)步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化掌握系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)馬達(dá)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為"步距角"），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過掌握脈沖個數(shù)來掌握角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的；同時可以通過掌握脈沖頻率來掌握電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)馬達(dá)可以作為一種掌握用的特種電機(jī)，采用其沒有積累誤差（精度為100%）的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)掌握。運(yùn)動原理步進(jìn)馬達(dá)是行業(yè)中人士對"步進(jìn)電機(jī)”的另一種稱呼，步進(jìn)馬達(dá)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)掌握元件。在非超載的狀況下，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給馬達(dá)加一個脈沖信號，馬達(dá)則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)馬達(dá)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等掌握領(lǐng)域用步進(jìn)馬達(dá)來掌握變的特別的簡潔。步進(jìn)馬達(dá)是一種感應(yīng)馬達(dá)，它的工作原理是采用電子電路，將直流電變成分時供電的,多相時序掌握電流，用這種電流為步進(jìn)馬達(dá)供電，步進(jìn)馬達(dá)才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)馬達(dá)分時供電的，多相時序掌握器雖然步進(jìn)馬達(dá)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)馬達(dá)并不能象一般的直流馬達(dá)，溝通馬達(dá)在常規(guī)下使用。它必需由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成掌握系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)馬達(dá)卻非易事，它涉及到機(jī)械、馬達(dá)、電子及計算機(jī)等很多專業(yè)學(xué)問。步進(jìn)馬達(dá)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進(jìn)角）。您可以通過掌握脈沖個數(shù)來掌握角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的；同時您可以通過掌握脈沖頻率來掌握馬達(dá)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)的分類:步進(jìn)馬達(dá)分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達(dá)我國80年月已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)馬達(dá)的應(yīng)用最為廣泛。步進(jìn)馬達(dá)溫度過高首先會使馬達(dá)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此馬達(dá)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同馬達(dá)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)馬達(dá)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。缺點(diǎn)：步進(jìn)馬達(dá)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采納以下方案來克服：A.如步進(jìn)馬達(dá)正好工作在共振區(qū)，可通過轉(zhuǎn)變減速比等機(jī)械傳動避開共振區(qū)；B.采納帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的、最簡便的方法；C.距角更小的步進(jìn)馬達(dá)，如三相或五相步進(jìn)馬達(dá)；D.換成溝通伺服馬達(dá)，幾乎可以完全克服震驚和噪聲，但成本較高；E.在馬達(dá)軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變較大。步進(jìn)馬達(dá)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是減弱或消退步進(jìn)馬達(dá)的低頻振動，提高馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能。比如對于步進(jìn)角為1.8°的兩相混合式步進(jìn)馬達(dá)，假如細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4,那么馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)辨別率為每個脈沖0.45。，馬達(dá)的精度能否達(dá)到或接近0.45。，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流掌握精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難掌握。步進(jìn)馬達(dá)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)展以及步進(jìn)馬達(dá)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)馬達(dá)將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。分類:現(xiàn)較常用的步進(jìn)馬達(dá)有反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)（VR）現(xiàn)較常用的步進(jìn)馬達(dá)有反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)（VR）、永苴步進(jìn)馬達(dá)（PM）、混合式步進(jìn)馬達(dá)（HB）和單相式步進(jìn)馬達(dá)等。其中，永磁式步進(jìn)馬達(dá)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小,步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為L5度，但噪聲和振動都很大。反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，采用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；混合式步進(jìn)馬達(dá)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為L8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)馬達(dá)的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細(xì)分驅(qū)動方案所選用的步進(jìn)馬達(dá)。伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)的區(qū)分：步進(jìn)電?？跍贤ㄋ欧姍C(jī)性能比較步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字掌握技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字掌握系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用特別廣泛。隨著全數(shù)字式溝通伺服系統(tǒng)的消失，溝通伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字掌握系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字掌握的進(jìn)展趨勢，運(yùn)動掌握系統(tǒng)中大多采納步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式溝通伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。雖然兩者在掌握方式上相像(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。一、掌握精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6。、1.8°,五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72。、0.36%也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.09。；德國百格拉公司(BERGERLAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)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(jìn)電機(jī)的步距角。溝通伺服電機(jī)的掌握精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式溝通伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采納了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360710000=0.036%對于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為3607131072=9.89秒。是步距角為1.8。的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655O二、低頻特性不同步進(jìn)電機(jī)在低速時易消失低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載狀況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起期瀕率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所打算的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)特別不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時，一般應(yīng)采納阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采納細(xì)分技術(shù)等。溝通伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特別平穩(wěn)，即使在低速時也不會消失振動現(xiàn)象。溝通伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT）,可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速上升而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。溝通伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。■過載力量不同步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載力量。溝通伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載力量。以松下溝通伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載力量。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)由于沒有這種過載力量，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便消失了力矩鋪張的現(xiàn)象。五、運(yùn)行性能不同步進(jìn)電機(jī)的掌握為開環(huán)掌握，啟動頻率過高或負(fù)載過大易消失丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易消失過沖的現(xiàn)象，所以為保證其掌握精度，應(yīng)處理好升、降速問題。溝通伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)掌握，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會消失步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)