步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目 前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系 统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控 制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为 执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号)，但在使用性能 和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为 3.6、 1.8，五相混合式步进电机步距角一 般为0.72 、0.36。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产 的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为 0.09；德国百格拉公司(BERGER LAHR )生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，兼容了两相和五 相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流 伺服电机为例，对于带标准2500 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了 四倍频技术，其脉冲当量为 360/10000=0.036。对于带 17 位编码器的电机而 言，驱动器每接收 217=131072 个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为 360/131072=9.89 秒。是步距角为1.8的步进电机的脉冲当量的 1/655。二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有 关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理 所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速 时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动 器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统 具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能(FFT)，可检测出机械的共振点，便于系统调整。三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转 速(一般为2000RPM或3000RPM)以内，都能输出额定转矩，在额定转速以 上为恒功率输出。四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流 伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍， 可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力， 在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常 工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。五、运行性能不同步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现 象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、 降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号 进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现 象，控制性能更为可靠。六、速度响应性能不同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200400毫秒。 交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，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。综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的 场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合 考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。总结步进电机和伺服电机的区别在于：1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越 多，它的精确度就越高，伺服电机取块于自带的编码器，编码器的刻度越多，： 度就越高。2、控制方式不同；一个是开环控制，一个是闭环控制。3、低频特 性不同；步进电机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻 尼技术或细分技术来克服低频振动现象，伺服电机运转非常平稳，即使在低速时 也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足, 并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点便于系统调整。 4、矩频特性不同；步进电机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电机为 恒力矩输出，5、过载能力不同；步进电机一般不具有过载能力，而交流电机具 有较强的过载能力。6、运行性能不同；步进电机的控制为开环控制，启动频率 过高或负载过大易丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象，交流伺 服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构 成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为 可靠。7、速度响应性能不同；步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒， 而交流伺服系统的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速启停的控制 场合。