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內容簡(jiǎn)介：交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。

   由于轉子電阻大，與普通異步電動(dòng)機的轉矩特性相比，有明顯的區別。
   伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發(fā)動(dòng)機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動(dòng)控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動(dòng)控制系統中，用作執行元件，且具有機電時(shí)間常數小、線(xiàn)性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動(dòng)機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當信號電壓為零時(shí)無(wú)自轉現象，轉速隨著(zhù)轉矩的增加而勻速下降。
   三相異步交流電機又稱(chēng)感應電動(dòng)機,是由氣隙旋轉磁場(chǎng)與轉子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉矩,從而實(shí)現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。異步電動(dòng)機按照轉子結構分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機)、繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機。
  1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線(xiàn)性，而且具有較大的起動(dòng)轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。

  2、運行范圍較廣

  3、無(wú)自轉現象
正常運轉的伺服電動(dòng)機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動(dòng)機失去控制電壓后，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉子電阻大，定子中兩個(gè)相反方向旋轉的旋轉磁場(chǎng)與轉子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性（T1－S1、T2－S2曲線(xiàn)）以及合成轉矩特性（T－S曲線(xiàn)）。

  交流伺服電動(dòng)機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當電源頻率為400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等多種。交流伺服電動(dòng)機運行平穩、噪音小。但控制特性是非線(xiàn)性，并且由于轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容量直流伺服電動(dòng)機相比，體積大、重量重，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統。

步進(jìn)電機和交流伺服電機性能比較
步進(jìn)電機是一種離散運動(dòng)的裝置，它和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。

一、控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為3.6°、 1.8°，五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進(jìn)電機，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)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(jìn)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(xiàn)編碼器的電機而言，由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，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(dòng)器每接收217=131072個(gè)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(jìn)電機的脈沖當量的1/655。

二、低頻特性不同

步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。

交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。

三、矩頻特性不同

步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以?xún)龋寄茌敵鲱~定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。

四、過(guò)載能力不同

步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。

五、運行性能不同

步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。

六、速度響應性能不同

步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機

直線(xiàn)異步電動(dòng)機的結構主要包括定子、動(dòng)子和直線(xiàn)運動(dòng)的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內定子和動(dòng)子之間具有良好的電磁場(chǎng)耦合，定子和動(dòng)子的鐵心長(cháng)度不等。定子可制成短定子和長(cháng)定子兩種形式。由于長(cháng)定子結構成本高、運行費用高，所以很少采用。直線(xiàn)電動(dòng)機與旋轉磁場(chǎng)一樣，定子鐵心也是由硅鋼片疊成，表面開(kāi)有齒槽；槽中嵌有三相、兩相或單相繞組；單相直線(xiàn)異步電動(dòng)機可制成罩極式，也可通過(guò)電容移相。直線(xiàn)異步電動(dòng)機的動(dòng)子有三種形式：
(1)磁性動(dòng)子動(dòng)子是由導磁材料制成（鋼板），既起磁路作用，又作為籠型動(dòng)子起導電作用。
(2)非磁性動(dòng)子，動(dòng)子是由非磁性材料（銅）制成，主要起導電作用，這種形式電動(dòng)機的氣隙較大，勵磁電流及損耗大。
(3)動(dòng)子導磁材料表面覆蓋一層導電材料，導磁材料只作為磁路導磁作用；覆蓋導電材料作籠型繞組。
因磁性動(dòng)子的直線(xiàn)異步電動(dòng)機結構簡(jiǎn)單，動(dòng)子不僅作為導磁、導電體，甚至可以作為結構部件，其應用前景廣闊。
直線(xiàn)異步電動(dòng)機的工作原理和旋轉式異步電動(dòng)機一樣，定子繞組與交流電源相連接，通以多相交流電流后，則在氣隙中產(chǎn)生一個(gè)平穩的行波磁場(chǎng)（當旋轉磁場(chǎng)半徑很大時(shí)，就成了直線(xiàn)運動(dòng)的行波磁場(chǎng)）。該磁場(chǎng)沿氣隙作直線(xiàn)運動(dòng)，同時(shí)，在動(dòng)子導體中感應出電動(dòng)勢，并產(chǎn)生電流，這個(gè)電流與行波磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生異步推動(dòng)力，使動(dòng)子沿行波方向作直線(xiàn)運動(dòng)。若把直線(xiàn)異步電動(dòng)機定子繞組中電源相序改變一下，則行波磁場(chǎng)移動(dòng)方向也會(huì )反過(guò)來(lái)，根據這一原理，可使直線(xiàn)異步電動(dòng)機作往復直線(xiàn)運動(dòng)。
直線(xiàn)異步電動(dòng)機主要用于功率較大場(chǎng)合的直線(xiàn)運動(dòng)機構，如門(mén)自動(dòng)開(kāi)閉裝置，起吊、傳遞和升降的機械設備，驅動(dòng)車(chē)輛，尤其是用于高速和超速運輸等。由于牽引力或推動(dòng)力可直接產(chǎn)生，不需要中間連動(dòng)部分，沒(méi)有摩擦，無(wú)噪聲，無(wú)轉子發(fā)熱，不受離心力影響等問(wèn)題。因此，其應用將越來(lái)越廣。直線(xiàn)同步電動(dòng)機由于性能優(yōu)越，應用場(chǎng)合與直線(xiàn)異步電動(dòng)機相同，有取代趨勢。直線(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機應用于數控繪圖儀、記錄儀、數控制圖機、數控裁剪機、磁盤(pán)存儲器、精密定位機構等設備中。
同步式(次級為永久磁鋼)由于效率高、推力密度大、可控性好等優(yōu)點(diǎn)，盡管其對隔磁防塵要求較高和裝配較困難，現在也已成為機床用直線(xiàn)電機的主流。
交流異步電機和交流伺服電機的區別：
1 .在用途上：交流異步電機用于機械拖動(dòng)；交流伺服電機在自動(dòng)控制系統中的作用是將電信號轉換為軸上的角度位移或角速度。
2.在結構上：a.交流異步電機的定子繞組為均佈，交流伺服電機的定子繞組多制成兩相兩相繞組在空間相差90度電角度（單項異步電機為：180度）
b. 交流伺服電機的轉子有籠型和非磁性杯形兩種：籠型轉子的結構與一般籠型異步電機轉子相同。非磁性杯形轉子與杯形轉子異步測速電機轉子相似。
3.工作原理：（詳細說(shuō)太多了，簡(jiǎn)單點(diǎn)吧）
異步電機：:繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉子受感應磁場(chǎng)旋轉。
交流伺服電機：控制繞組加入電信號，電機旋轉，改變加在控制繞組上的電壓的大小，就破壞了對稱(chēng)狀態(tài)，電機轉速迅速下降，除去信號電壓，電機立即停止，從而實(shí)現由電信號到軸上的角度位移或角速度的轉變。

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