新一代信息技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)人化、物聯(lián)數(shù)字化生產(chǎn)的工廠(chǎng)成為了可能。而無(wú)人化的數(shù)字智能制造的關(guān)鍵，在于各類(lèi)工業(yè)母機(jī)的機(jī)電自動(dòng)化和數(shù)字化。在我國(guó)，伺服電機(jī)的應(yīng)用廣泛，其中應(yīng)用最多的領(lǐng)域是機(jī)床(尤其是數(shù)控機(jī)床)，占比達(dá)20.4%，其次是電子制造設(shè)備、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、塑料機(jī)械等行業(yè)，比重分別為16.5%、12.6%、12.1%、8.7%、8.2%。

伺服電機(jī)系系統(tǒng)

有數(shù)據(jù)表明，未來(lái)在新一代的機(jī)電裝備中，隨著各關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，雖然未來(lái)5年的增速會(huì)放緩，但仍將緩慢增長(zhǎng)。至2026年，伺服電機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)225億元。

伺服電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模

那么，步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)之間有什么本質(zhì)不同呢？同為伺服電機(jī)家族里的同步和異步電機(jī)是怎么區(qū)分的呢？

步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)

是一種具有“高精度定位運(yùn)行” 的同步電動(dòng)機(jī)。它的驅(qū)動(dòng)器根據(jù)從控制器所輸出的脈沖信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)步進(jìn)同步，以設(shè)計(jì)的步距角（分辨率）來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。它的特點(diǎn)是：僅用控制器、驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)以開(kāi)環(huán)控制方式，就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的、高精度定位運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在本體結(jié)構(gòu)上的最大特征，是在組裝了線(xiàn)圈的定子內(nèi)側(cè)、轉(zhuǎn)子的外側(cè)有“小齒”，并在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部組裝了永磁鐵。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)本體搭載旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器（編碼器），向驅(qū)動(dòng)器反饋電動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)位置／轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)器通過(guò)演算從控制器發(fā)出的脈沖信號(hào)（位置指令／速度指令）與反饋信號(hào)（當(dāng)前位置／速度）的誤差，將此誤差控制為０，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制。通過(guò)使用電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器構(gòu)成閉環(huán)控制，可以進(jìn)行高精度定位運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。

在本體結(jié)構(gòu)上，伺服電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)的尾部搭載旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器（編碼器等），來(lái)檢測(cè)位置和速度。

此外，在以下幾個(gè)方面，也是首選伺服電機(jī)的重大理由：

在功率輸出的選型上也有很大的不同。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與AC伺服電動(dòng)機(jī)因構(gòu)造的不同以及使用場(chǎng)合的不同，對(duì)應(yīng)選型的功率規(guī)格也不同。當(dāng)有高輸出功率的必要時(shí)，如功率超過(guò)100W時(shí)，通常首選AC伺服電動(dòng)機(jī)。

轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性和定位時(shí)間不同。定位距離短，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)收到的脈沖信號(hào)同步旋轉(zhuǎn)，低轉(zhuǎn)速領(lǐng)域內(nèi)轉(zhuǎn)矩大（起動(dòng)/減速時(shí)響應(yīng)性?xún)?yōu)越），伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)作會(huì)較脈沖信號(hào)延遲（受積存脈沖的影響），低轉(zhuǎn)速領(lǐng)域內(nèi)比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩小。定位距離長(zhǎng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在高速領(lǐng)域內(nèi)比伺服電動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，伺服電動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速領(lǐng)域內(nèi)比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大（高速性能優(yōu)越）。

在停止精度的差異大。因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜止角度誤差受小齒的加工精度的影響，在小齒齒距為7.2°周期時(shí)有誤差減少的傾向（因勵(lì)磁相完全相同，所以不受定子小齒的誤差影響）。所以，以7.2°為單位進(jìn)行定位時(shí)，靜止角度誤差也變小。伺服電動(dòng)機(jī)停止位置精度，受編碼器的分辨率和編碼器與電動(dòng)機(jī)組裝精度的影響。所以，若只將編碼器調(diào)整為高分辨率的話(huà)，定位精度不會(huì)提升。

同步性方面。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因?yàn)槭情_(kāi)環(huán)控制，與輸入的脈沖進(jìn)行同步運(yùn)行。只要脈沖指令同步輸入，就可以進(jìn)行多臺(tái)電動(dòng)機(jī)幾乎相同的運(yùn)行。伺服電動(dòng)機(jī)因?yàn)槭情]環(huán)控制，相對(duì)脈沖指令發(fā)生遲延?？刂贫嗯_(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，因遲延時(shí)間各不相同，有互相干擾運(yùn)行不穩(wěn)定情況的發(fā)生。

那么，都是伺服電機(jī)的伺服同步電機(jī)（永磁同步）和異步電機(jī)之間，又有什么不同呢？

伺服電機(jī)分類(lèi)

如果我們僅從電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況來(lái)觀察，也可以很容易得出以下簡(jiǎn)單易懂的結(jié)論。