步进电机和伺服电机的不同之处

步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内

的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺
服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统
中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似
（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性
能作一比较。
   一、控制精度不同
   两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为 0.72 
°、0.36° 。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司（SANYO 
DENKI）生产的二相混合式步进电机其步距角可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°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步
距角。
    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。以山洋全数字式交流伺服电机
为例，对于带标准

2000 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲

当量为

360°/8000=0.045°。对于带 17 位编码器的电机而言，驱动器每接收 131072 个脉冲电

机转一圈，即其脉冲当量为

360°/131072=0.0027466°，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
    步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认
为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象
对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频
振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳，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，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（

FFT），可检测出机

械的共振点，便于系统调整。
    三、矩频特性不同
    步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作
转速一般在

300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为

2000RPM 或 3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
    四、过载能力不同
    步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以山洋交流伺服系统
为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍，可用于克服惯
性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯
性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，
便出现了力矩浪费的现象。
    五、运行性能不同