伺服电机和步进电机的六大性能差异

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

三洋公司（

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。以三洋全数字式
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

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