在机电领域,伺服电机与步进电机的差异之大,如同天壤之别。首先,控制精度方面,两相混合式步进电机通常具有3.6°或1.8°的步距角,而五相混合式则为0.72°或0.36°;甚至有些高性能型号,其步距角可达0.09°。相比之下,交流伺服电机通过旋转编码器实现了极高的控制精度,其脉冲当量可以达到360°/10000=0.036°。
其次,在低频特性上,步进电机易出现振动现象,这种振动频率取决于负载和驱动器性能,一般是空载起跳频率的一半。而交流伺服系统则能够平稳运转,无论是在低速还是高速,都不会出现振动问题。此外,它们还具备共振抑制功能和频率解析技术(FFT),有助于检测机械共振点并进行调整。
再者,矩频特性方面,步进电机输出力矩随转速升高而减少,并且在较高转速时会急剧下降;而交流伺服电机会在其额定转速内提供恒力矩输出,并且在额定转速以上保持恒功率输出。
此外,对于过载能力来说,交流伺服系统表现出色,它们能承受速度和扭矩上的过载,而且最大扭矩可达额定值的三倍,有利于克服惯性负荷。在选择步进电机时,由于缺乏过载能力往往需要选用更大的扭矩型号,但这部分在正常工作期间会造成资源浪费。
运行性能也存在显著差异。由于开环控制,加速度过快或负荷太重可能导致丢失位置或者堵车的问题。而闭环控制的交流伺服系统,则能确保加速度平滑、无需担心丢失位置或过冲的问题。
最后,在速度响应性能上,交流伺伏系统远超越了其对手,从静止到最终工作状态所需时间仅为几毫秒,而不如交直流换向设备那样耗时缓慢。这使得它们非常适合快速启停需求强烈的情境中使用。
综上所述,不同场景下的应用需求决定了哪种类型更适宜使用。不过,在设计过程中要全面考虑成本效益等多个因素,以便做出最佳选择。