如何选择步进电机和交流伺服电机？

市场上有很多步进电动机和伺服电动机的控制器，但大多数都需要编程才能使用。步进电机广泛应用于目前国内的数控系统中。伴随着全数字交流伺服系统的出现，交流伺服电机在数字控制系统中的应用日益广泛。步进电机或全数字交流伺服电机主要用于运动控制系统，以适应数字控制的发展趋势。如今，步进电机和伺服电机被广泛使用，是许多设备的首选控制电机，因为需要编程来控制没有技术力量的制造商很难使用。步进电机和伺服电机经常用于自动化设备，那么如何选择步进电机和伺服电机呢？以下是对这两种电机性能的比较，看完后会有一个明确的答案。

第一，控制精度不同

一般情况下，两相混合步进电机的步距为3.6。°、1.8°，五相混合步进电机的步距一般为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

步进电动机，步距为0.09°;德国百格拉公司(BERGERLAHR)通过拨码开关，可以将三相混合式步进电机的步距设置为1.8。°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，与两相和五相混合步进电机的步距角兼容。

电机轴后端的旋转编码器保证了交流伺服电机的控制精度。以松下全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2500线编码器的电机，脉冲当量为360，因为驱动器内部采用了四倍频率技术°/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

低速时，步进电机容易出现低频振动现象。通常认为振动频率是电机空载起跳频率的一半，而振动频率与负载状况和驱动性能有关。这一低频振动现象是由步进电机的工作原理决定的，对机器的正常运转十分不利。当步进电机低速工作时，通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象，例如在电机上添加阻尼器，或在驱动器上使用细分技术。交流式伺服电机运转十分平稳，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，可涵盖机械刚度不足，系统具有频率分析功能(FFT)，机械共振点可检测到，便于系统调整。

矩频特性不同

随着转速的增加，步进电机的输出扭矩会下降，而且在高转速下会急剧下降，因此其最大工作转速一般为300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即额定转矩可以在其额定转速内输出(一般为2000RPM或3000RPM)，额定转速以上为恒功率输出。

第四，过载能力不同

一般情况下，步进电机不具备过载能力。交流伺服电机过载能力强。例如，松下交流伺服系统具有速度过载和扭矩过载的能力。它的最大扭矩是额定扭矩的三倍，可以用来克服启动瞬间惯性负载的惯性扭矩。由于步进电机没有这种过载能力，为了克服这种惯性扭矩，往往需要选择扭矩较大的电机，机器在正常工作过程中不需要这么大的扭矩，导致扭矩浪费。

五、运行性能不同

步进电机的控制是开环控制。如果启动频率过高或负荷过大，很容易丢失或堵塞。如果停止时速度过高，很容易过度冲洗。所以，为保证其控制精度，应妥善处理升降问题。交流伺服驱动系统为闭环控制。驱动器可以直接取样电机编码器的反馈信号，内部形成位置环和速度环。一般来说，步进电机不会丢失或过度冲洗，控制性能更可靠。

第六，不同的速度响应性能

从静态加速到工作转速(通常每分钟几百转)，步进电机需要2000转～400毫秒。以松下MSMA400W交流伺服电机为例，交流伺服系统具有良好的加速性能，可用于需要快速启停的控制场合，从静态加速到额定转速3000RPM只需几毫秒。

价格各不相同

由于伺服电机及其驱动器的制造成本和技术含量相对较高，价格远高于步进电机，特别是尽快伺服电机的价格差距较大。今年国内伺服电机发展迅速，有多种伺服电机和型号可供选择，性价比也较高。

步进电机是一种与现代数字控制技术有本质联系的离散运动装置。尽管两者在控制方法上相似(脉冲串和方向信号)，但在性能和应用方面存在较大差异。因此，在许多情况下，我们需要根据需要选择合适的电动机。