伺服電機與步進電機的性能比較

步進電機作為一種開環控制的系統和現代數字控制技術有著本質的聯系在國內的數字控制系統中步進電機的應用十分廣泛隨著全數字式交流伺服系統的出現交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中為了適應數字控制的發展趨勢運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機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合上存在著較大的差異現就二者的使用性能作一比較

一控制精度不同

兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°0.9°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通過細分后步距角更小如三洋公司（SANYO DENKI）生產的二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以三洋全數字式交流伺服電機為例對于帶標準2000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°/8000=0.045°對于帶17位編碼器的電機而言驅動器每接收131072個脈沖電機轉一圈即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655

二低頻特性不同

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

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矩頻特性不同

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過載能力不同

步進電機一般不具有過載能力交流伺服電機具有較強的過載能力以三洋交流伺服系統為例它具有速度過載和轉矩過載能力其最大轉矩為額定轉矩的二到三倍可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩步進電機因為沒有這種過載能力在選型時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

步進電機的控制為開環控制啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象停止時轉速過高易出現過沖的現象所以為保證其控制精度應處理好升降速問題交流伺服驅動系統為閉環控制驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣內部構成位置環和速度環一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象控制性能更為可靠

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以山洋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

綜上所述交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機所以在控制系統的設計過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

步進電機分哪幾種？

步進電機在構造上有三種主要類型：反應式（VariableReluctance，VR）、永磁式（PermanentMagnet,PM）和混合式（HybridStepping,HS）。反應式：定子上有繞組、轉子由bai軟磁材料組成。結構簡單、成本低、步距角小，可達1.2°、但動態性能……閱讀全文 >>

步進電機的簡介

步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機，是現代數字程序控制系統中的主要執行元件，應用極為廣泛。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的……閱讀全文 >>

步進電機的主要特點

1、一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。2、步進電機外表允許的最高溫度。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，步進電機（圖8）從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，……閱讀全文 >>

步進電機的基本原理

工作原理通常電機的轉子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖……閱讀全文 >>

步進電機有什么優點？

步進電機相對普通電機來說，他可以實現開環控制，即通過驅動器信號輸入端輸入的脈沖數量和頻率實現步進電機的角度和速度控制，無需反饋信號。但是步進電機不適合使用在長時間同方向運轉的情況，容易燒壞產品，即使用時通常都是短距離頻繁動作較佳。相對伺服電機來說，伺服電機內部通過安裝旋轉編碼器實……閱讀全文 >>

步進電機的驅動要求

1、能夠提供較快的電流上升和下降速度，步進電機使電流波形盡量接近矩形。具有供截止期間釋放電流流通的回路，以降低繞組兩端的反電動勢，加快電流衰減。2、具有較高韻功率及效率。步進電機驅動器，它是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，或者說：控制系統每發一個脈沖信號，通過驅動……閱讀全文 >>

步進電機測速的方法

步進電機是將脈沖信號轉換為角步進電機位移或線位移。一是過載性好。其轉速不受負載大小的影響，不像普通電機，當負載加大時就會出現速度下降的情況，步進電機使用時對速度和位置都有嚴格要求。二是控制方便。步進電機是以“步”為單位旋轉的，數字特征比較明顯。三是整機結構簡單。傳統的機械速度和位……閱讀全文 >>

步進電機的主要分類

步進電機從其結構形式上可分為反應式步進電機（VariableReluctance，VR）、永磁式步進電機PermanentMagnet,PM）、混合式步進電機（HybridStepping,HS）、單相步進電機、平面步進電機等多種類型,在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主……閱讀全文 >>

步進電機的優勢及缺陷

優點1、電機旋轉的角度正步進電機（圖11）比于脈沖數；2、電機停轉的時候具有最大的轉矩（當繞組激磁時）；3、由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性；4、優秀的起停和反轉響應；5、由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽……閱讀全文 >>

如何選擇步進電機

步進電機和驅動器的選擇方法：判斷需多大力矩：靜扭矩是選擇步步進電機進電機的主要參數之一。負載大時，需采用大力矩電機。力矩指標大時，電機外形也大。判斷電機運轉速度：轉速要求高時，應選相電流較大、電感較小的電機，以增加功率輸入。且在選擇驅動器時采用較高供電電壓。選擇電機的安裝規格：如……閱讀全文 >>