步进电机与伺服电机性能差异有哪些？

步进电机作为一种开环控制系统，与现代数字控制技术有着本质的联系。步进电机在目前国内的数字控制系统中得到了广泛的应用。随着全数字交流伺服系统的出现，交流伺服电机越来越多地应用于数字控制系统。为了适应数字控制的发展趋势，大多数运动控制系统使用步进电机或全数字交流伺服电机作为执行电机。虽然它们在控制方法上相似(脉冲串和方向信号)，但在性能和应用场合上有很大的不同。现在比较两者的性能。

（伺服电机）

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1。.8°，0.9°，五相混合步进电机的步距一般为0。.72°，0.36°。还有一些高性能的步进电机通过细分后步距更小。例如三洋公司（SANYODENKI）二相混合步进电机的步进距角可以通过拨码开关设置为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。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以三洋全数字交流伺服电机为例。对于带标准2000线编码器的电机，脉冲当量为3600，因为驱动器内部采用了四倍频技术。°/8000=0.045°。对有17个编码器的电动机而言，驱动器每接收131072个脉冲电动机，即其脉冲当量为360。°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°步进电动机的脉冲当量为1/655。

第二，低频特性不同

步进电机在低速时容易出现低频振动。振动频率与负载和驱动性能有关，一般认为振动频率是电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理决定的低频振动对机器的正常运行非常不利。当步进电机在低速运行时，通常应采用阻尼技术来克服低频振动，例如在电机上添加阻尼器或在驱动器上使用细分技术。

交流伺服电机运行非常稳定，即使在低速时也不会振动。交流伺服系统具有共振抑制功能，可以覆盖机械刚性不足，系统内部具有频率分析功能（FFT），可以检测到机械的共振点，方便系统调节。

第三，矩频特性不同

步进电机的输出扭矩随着转速的增加而下降，在转速较高时会急剧下降，因此其最高工作转速一般在300~600之间。RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即额定转速(一般为2000000RPM或3000RPM）以内，均可输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

第四，过载能力不同

步进电机一般不具备过载能力。交流伺服电机过载能力强。以山洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和扭矩过载的能力。其最大扭矩为额定扭矩的两到三倍，可用于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，机器在正常工作期间不需要这么大的扭矩，导致扭矩浪费。

第五，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载过大，很容易丢失或堵塞。如果停止时转速过高，很容易发生过度冲击。因此，为了保证其控制精度，应处理好升降速的问题。交流伺服驱动系统为闭环控制。驱动器可以直接对电机编码器的反馈信号进行采样，内部形成位置环和速度环。一般步进电机不会丢失或过度冲击，控制性能更可靠。

第六，速度响应性能不同。

步进电机需要200~400毫秒才能从静态加速到工作转速(一般每分钟几百次)。交流伺服系统具有良好的加速性能，以4000英镑为山洋。W以交流伺服电机为例，从静态加速到额定转速30000RPM只需几毫秒，就可以用来控制需要快速启停的场合。

综上所述，交流伺服系统在许多性能上优于步进电机。然而，步进电机经常用于一些要求不高的场合执行电机。因此，在控制系统的设计过程中，应综合考虑控制要求、成本等因素，选择合适的控制电机。

选择计算方法

第一，是确认转速和编码器分辨率。

第二，电机轴上负载力矩的转换和加减速矩的计算。

第三，以安川伺服电机为例，计算负载惯量和惯量的匹配。有些产品的惯性匹配可以达到50倍，但实际上越小越好，对精度和响应速度都有好处。

第四，再生电阻的计算与选择，对伺服而言，一般2。kw上述，外部配置。

第五，电缆选择，编码器电缆双绞屏蔽，安川伺服等日系产品的绝对值编码器为6芯，增量式为4芯。