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。

 　　 　　

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、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。

 　　 　　

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。 　　 　　

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