2.0 步进电机和交流伺服电机性能比较 
　　步进电机是一种离散运动的装置，它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。

 

2.1 控制精度不同 
　

 　两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、1.8°，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
床的步进电机，其步距角为

0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式

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。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准

2500 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°/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。 
2.2 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。

 

2.3 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。 
2.4 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。以松下交流伺服系

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。
2.5 运行性能不同 
　　步进电机的控制为开环控

 制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停

止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺
服驱动系统为

 闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环

和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
2.6 速度响应性能不同 
　　步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要

200～400 毫秒。交流伺

服系统的加速性能较好，以松下

MSMA 400W 交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转

速

3000RPM 仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。