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步進電(dian)機和交流伺(si)服電(dian)機性能比較(jiao) 
步進電(dian)(dian)機是(shi)一種離散運動(dong)(dong)的(de)裝置，它和現(xian)代(dai)數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)技術(shu)有著本質的(de)聯系(xi)(xi)。在(zai)目前國內的(de)數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)，步進電(dian)(dian)機的(de)應用(yong)十分廣泛(fan)。隨著全數(shu)字(zi)式交(jiao)流伺服(fu)系(xi)(xi)統的(de)出現(xian)，交(jiao)流伺服(fu)電(dian)(dian)機也越(yue)來越(yue)多地(di)應用(yong)于數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)。為(wei)了適應數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)發展趨勢，運動(dong)(dong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)大(da)多采用(yong)步進電(dian)(dian)機或全數(shu)字(zi)式交(jiao)流伺服(fu)電(dian)(dian)機作(zuo)為(wei)執行電(dian)(dian)動(dong)(dong)機。雖然兩者(zhe)在(zai)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)方(fang)式上相(xiang)似（脈(mo)沖串(chuan)和方(fang)向信號），但在(zai)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和應用(yong)場合上存(cun)在(zai)著較大(da)的(de)差異。現(xian)就(jiu)二(er)者(zhe)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)作(zuo)一比較。 

一、控(kong)制精度不同 

兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、 1.8°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為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線編碼器的電機而言，由于驅動器內部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。 

二、低頻特性(xing)不同 

步進(jin)(jin)電機(ji)在低(di)速(su)時(shi)易(yi)出現(xian)低(di)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)現(xian)象。振(zhen)(zhen)動(dong)頻(pin)(pin)率(lv)與負載情況和驅(qu)動(dong)器(qi)性能有關，一(yi)般(ban)認為振(zhen)(zhen)動(dong)頻(pin)(pin)率(lv)為電機(ji)空載起跳頻(pin)(pin)率(lv)的(de)一(yi)半。這(zhe)種由步進(jin)(jin)電機(ji)的(de)工作(zuo)原理所決定的(de)低(di)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)現(xian)象對于機(ji)器(qi)的(de)正常運(yun)轉(zhuan)非常不利。當步進(jin)(jin)電機(ji)工作(zuo)在低(di)速(su)時(shi)，一(yi)般(ban)應采用阻尼技(ji)術來克服低(di)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)現(xian)象，比如在電機(ji)上加阻尼器(qi)，或驅(qu)動(dong)器(qi)上采用細分技(ji)術等(deng)。 

交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。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，便于系統調整。 

三(san)、矩(ju)頻特(te)性不同 

步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，所以其高工作轉速一般在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）以內，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。 

四、過載(zai)能力不(bu)同 

步進電(dian)機一(yi)般不具有過(guo)載(zai)能(neng)力(li)。交流伺服(fu)電(dian)機具有較(jiao)強的(de)過(guo)載(zai)能(neng)力(li)。以(yi)松下交流伺服(fu)系統為例，它具有速度過(guo)載(zai)和轉(zhuan)矩(ju)(ju)過(guo)載(zai)能(neng)力(li)。其(qi)大轉(zhuan)矩(ju)(ju)為額定轉(zhuan)矩(ju)(ju)的(de)三倍(bei)，可用于克服(fu)慣(guan)性負載(zai)在(zai)啟動瞬間的(de)慣(guan)性力(li)矩(ju)(ju)。步進電(dian)機因為沒有這種過(guo)載(zai)能(neng)力(li)，在(zai)選(xuan)型(xing)時為了克服(fu)這種慣(guan)性力(li)矩(ju)(ju)，往往需要選(xuan)取較(jiao)大轉(zhuan)矩(ju)(ju)的(de)電(dian)機，而機器在(zai)正常工作期間又不需要那么(me)大的(de)轉(zhuan)矩(ju)(ju)，便出(chu)現(xian)了力(li)矩(ju)(ju)浪費(fei)的(de)現(xian)象。 

五、運(yun)行性能不同(tong) 

步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的控制(zhi)為開環控制(zhi)，啟(qi)動頻(pin)率過(guo)高(gao)或負載過(guo)大易出現(xian)(xian)丟(diu)步(bu)或堵轉的現(xian)(xian)象(xiang)，停止時轉速(su)過(guo)高(gao)易出現(xian)(xian)過(guo)沖的現(xian)(xian)象(xiang)，所以為保證(zheng)其控制(zhi)精度(du)，應處理好升、降速(su)問題。交流伺服(fu)驅動系統為閉環控制(zhi)，驅動器(qi)可(ke)直接對電(dian)機(ji)編碼器(qi)反饋信號進(jin)行(xing)采樣(yang)，內部(bu)構成位(wei)置環和速(su)度(du)環，一般不會出現(xian)(xian)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的丟(diu)步(bu)或過(guo)沖的現(xian)(xian)象(xiang)，控制(zhi)性能更(geng)為可(ke)靠(kao)。 

六、速度響應性能不同 

步進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合。 

綜(zong)上所述，交流伺服系(xi)統在(zai)許多性能方面都優(you)于(yu)步進電機(ji)(ji)(ji)。但在(zai)一些要求不高的場合也經(jing)常用步進電機(ji)(ji)(ji)來做執行電動機(ji)(ji)(ji)。所以，在(zai)控制系(xi)統的設計過程中(zhong)要綜(zong)合考慮控制要求、成本(ben)等多方面的因素，選用適當的控制電機(ji)(ji)(ji)。