伺服电机和步进电机的六大性能差异.docx
步进电机作为一种开环控制的系统，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1.8。、0.9°,五相混合式步进 电机步距角一般为0.72。、036oo也有一些高性能的步进电机通过细 分后步距角更小。如三洋公司（SANYODENKD生产的二相混合式步 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。以三 洋全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2000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°8000二 0.045%对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收131072个 脉冲电机转一圈，即其脉冲当量360°131072=0.00274660,是步 距角为1.8。的步进电机的脉冲当量的l6550二、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。以山洋交流伺服系统为例，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二到三倍，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 W O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，以山洋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。
