伺服電（diàn）機與步進電機（jī）的性能比較

　　步進電機作為一種開（kāi）環（huán）控製的（de）係統，和現代數字控製技術有著本質的聯係。在（zài）國內的數字控製係統中，步進電（diàn）機的應用十分廣泛。隨著全（quán）數字式交流伺服（fú）係統的出現，交流伺服電機也越來越多地（dì）應（yīng）用於數字控製係統中。為了適應數字控製的發（fā）展趨勢，運動控製係統中（zhōng）大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機（jī）作為執行電動（dòng）機。雖然兩（liǎng）者在控製方式上相似（脈衝串和方向信號），但在使用性能和應用場（chǎng）合上存在著較大的（de）差異。現就二者的使用性能作一比較（jiào）。

　　一、控製精度不同

　　兩相（xiàng）混合式步進電機（jī）步距角一般為1.8°、0.9°，五相混（hún）合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也（yě）有一些高性能的步進電機通過細分後步距角（jiǎo）更（gèng）小。如三洋公司（SANYODENKI）生產（chǎn）的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼（mǎ）開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容（róng）了（le）兩相（xiàng）和五相混合式步進（jìn）電機的步距角。

　　交流伺服電機的控製（zhì）精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。以三洋全數字式交（jiāo）流伺服電機為例，對於帶標（biāo）準2000線編碼器的電機而言，由於驅動器內部采（cǎi）用了四倍頻（pín）技術，其脈（mò）衝當量為360°/8000=0.045°。對於帶17位編碼（mǎ）器的（de）電機而言，驅動器每接收131072個脈衝電機轉一圈（quān），即其脈衝當（dāng）量為360°/131072=0.0027466°，是步（bù）距角為1.8°的步進電機的（de）脈衝當量（liàng）的1/655。

　　二、低頻特性不同

　　步進電機（jī）在（zài）低速時易出現低頻振動（dòng）現象。振（zhèn）動頻率與負（fù）載情況和驅動器（qì）性能有關，一般認為振（zhèn）動頻率為電機空載起跳頻（pín）率的一半。這種由步（bù）進電機的工作原理所決定的（de）低頻振動現（xiàn）象對於機器的正常運（yùn）轉非常不利。當步進電機工作在低（dī）速時，一般應采用阻尼技術來（lái）克服（fú）低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上（shàng）采用細分技術（shù）等。

　　交流伺服電機運轉非常（cháng）平穩（wěn），即使（shǐ）在低速時也不會出現振動現象。交（jiāo）流伺服係統具有共振抑製功能，可涵蓋（gài）機械的剛性不足，並且係統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢（jiǎn）測出機械的共振點，便於（yú）係統調整。

　　三、矩頻特性不同

　　步進（jìn）電機的輸出力矩（jǔ）隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇（jù）下降，所以其（qí）最高工（gōng）作轉速一般在（zài）300～600RPM。交（jiāo）流伺服電機為恒（héng）力矩輸出（chū），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（zhuǎn）速以上為恒功率輸出。

　　四、過載能力不同

　　步進電機一般不具（jù）有過載（zǎi）能力。交流伺服電機（jī）具有較強的過載能力。以三洋交流伺服係統為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉（zhuǎn）矩為（wéi）額定轉矩的二到三倍，可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒（méi）有（yǒu）這種過載能力，在選（xuǎn）型時為了克服這種慣性（xìng）力矩（jǔ），往往需要選取（qǔ）較大轉矩的電機，而機器（qì）在（zài）正常工（gōng）作期間（jiān）又不需要那麽大的（de）轉矩，便出現了力矩浪費的現象。

　　五、運行性能不同

　　步進（jìn）電機的（de）控（kòng）製為開環控製，啟動頻（pín）率過高或負載過大（dà）易（yì）出現丟步或堵（dǔ）轉的現象，停止時轉速過高易出現過衝（chōng）的現（xiàn）象（xiàng），所以為保證其控製精（jīng）度，應處理好升、降速（sù）問題。交流伺服驅動係（xì）統為閉環（huán）控製，驅動器可直接對電機編碼器反饋信（xìn）號進行采樣，內部構成位（wèi）置環和（hé）速（sù）度環，一般不會出現步（bù）進電機的丟步（bù）或過衝的現象，控製性（xìng）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（一般為每分鍾幾百轉）需要200～400毫（háo）秒。交流伺（sì）服係統的加速性（xìng）能較好，以山洋400W交（jiāo）流伺服電機為例（lì），從靜止加（jiā）速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用於要求快速（sù）啟停的（de）控製場合（hé）。

　　綜上所述，交流伺服係統在許多性（xìng）能方麵都優於步進電機。但在（zài）一些要求不高（gāo）的場（chǎng）合也經常用步進（jìn）電機來做執行電動機。所以，在控製係統的設計過程中要（yào）綜合考慮控製要求、成本等多方麵的因素，選用適當的控製電機。

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