摘要：本文首先介紹了步進電機和伺服電機的性能比較，然后介紹了伺服電機相對于步進電機的優勢，后闡述了電機的選擇原則以及如何正確選擇伺服電機和步進電機，具體跟隨邊肖了解。

　　什么是伺服和步進電機？

伺服電機，也稱為執行機構電機，在自動控制系統中用作執行機構，將接收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度。它分為兩類：DC伺服電機和交流伺服電機。它的主要特點是信號電壓為零時，沒有旋轉現象，轉速隨著扭矩的增加而勻速下降。伺服主要靠脈沖定位。基本上可以理解為伺服電機接收到脈沖時，會旋轉一個與脈沖對應的角度，從而實現位移。由于伺服電機本身具有發送脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度就會發出相應數量的脈沖，與伺服電機接收到的脈沖相呼應，或者稱為閉環。這樣，系統將知道有多少脈沖被發送到伺服電機，同時又有多少脈沖被接收回來。

步進電機是一種離散運動裝置，本質上與現代數字控制技術有關。在目前國內的數控系統中，步進電機被廣泛使用。隨著全數字交流伺服系統的出現，交流伺服電機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，在運動控制系統中，大多采用步進電機或全數字交流伺服電機作為執行電機。雖然它們在控制方式(脈沖序列和方向信號)上相似，但在性能和應用上卻有很大的不同。本文比較了這兩種系統的性能。

　　步進電機和伺服電機的性能比較_哪個好

，控制精度不同

兩相混合式步進電機的步距角一般為3.6和1.8，五相混合式步進電機的步距角一般為0.72和0.36。還有一些步進角度較小的高性能步進電機。比如Stone公司生產的線切割機床用步進電機，步進角為0.09；伯杰LAHR公司生產的三相混合式步進電機的步距角可以通過dip開關設置為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072和0.036，與兩相和五相混合式步進電機的步距角兼容。

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。以松下全數字交流伺服電機為例，對于標準2500線編碼器的電機，由于驅動器中的四倍頻技術，脈沖當量為360/10000=0.036。對于帶17位編碼器的電機，驅動器每接收217=131072個脈沖就旋轉一次，即其脈沖當量為360/131072=9.89秒。是步進角為1.8的步進電機脈沖當量的1/655。

第二，低頻特性不同

步進電機在低速時容易產生低頻振動。振動頻率與負載條件和駕駛員的表現有關。一般認為振動頻率是電機空載起飛頻率的一半。這種由步進電機工作原理決定的低頻振動現象，對機器的正常運轉非常不利。步進電機低速工作時，應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，如在電機上增加阻尼器或在驅動器上采用細分技術。

交流伺服電機運行非常平穩，即使低速也不會振動。交流伺服系統具有共振抑制功能，可以彌補機械剛性不足，系統內部具有頻率分析功能(FFT)，可以檢測機械的共振點，便于系統調整。

第三，矩頻特性不同

步進電機的輸出轉矩隨著轉速的增加而減小，在轉速較高時急劇下降，因此其工作轉速一般為300 ~ 600 rpm。交流伺服電機具有恒定的扭矩輸出，即在其額定轉速(一般為2000轉/分或3000轉/分)內輸出額定扭矩，在額定轉速以上輸出恒定功率。

第四，超載能力不同

步進電機一般不具備過載能力。交流伺服電機過載能力強。以松下交流伺服系統為例，它具有速度過載和轉矩過載的能力。扭矩是額定扭矩的三倍，可以用來克服起動力矩時慣性負載的慣性力矩。由于步進電機不具備這種過載能力，為了克服選擇時的這種慣性矩，往往需要選擇轉矩較大的電機，但機器在正常運行時并不需要這么大的轉矩，所以出現了轉矩浪費的現象。

第五，經營業績不同

步進電機控制是開環控制，啟動頻率過高或負載過大，容易失步或失速，速度過高容易超調，為了保證其控制精度，要處理好。

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。

　　七、價格不同

　　由于伺服電機及其驅動器的制造成本和技術含量相對較高，因此價格也比步進電機高了 不少，尤其是盡快的伺服電機價格差距更大。今年來國產伺服電機發展很快，有了不少品種 和型號的伺服電機可供選擇，性價比也較高。

　　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。

　　伺服電機對比步進電機的優勢

　　1、精度：實現了位置，速度和力矩的閉環控制；克服了步進電機失步的問題；

　　2、轉速：高速性能好，一般額定轉速能達到2000～3000轉；

　　3、適應性：抗過載能力強，能承受三倍于額定轉矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用；

　　4、穩定：低速運行平穩，低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合；

　　5、及時性：電機加減速的動態相應時間短，一般在幾十毫秒之內；

　　6、舒適性：發熱和噪音明顯降低。

　　電機的選用原則

　　1、從成本考慮傳統電機〈步進電機〈伺服電機

　　2、從電機轉速要求考慮傳統電機轉速范圍寬但調速不精確且不平滑，并且隨轉速降低功率也會降低，隨之帶來的是轉矩降低；步進電機對轉速要求更加苛刻，轉速過低時會出現抖動和爬行現象，速度高時扭矩會大幅度降低，所以步進電機僅適用于中速運行情況。伺服電機在轉速方面優勢很明顯，基本沒有明顯的弱點。

　　3、從控制精度考慮傳統電機因為是模擬量控制所以精度無法保證，步進電機和伺服電機是數字信號控制其精度要遠高于傳統電機，但是伺服電機自帶編碼器實現內閉環控制能有效的減少掉步的情況，并且通常情況下伺服電機步距角要遠小于步進電機因此精度更高。

　　如何正確選擇伺服電機和步進電機

　　主要視具體應用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質（如水平還是垂直負載等），轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。