当量的

1/655。 

　　（三）过载能力强。步进电机不具有过载能力，为了克服惯性负载在启动瞬间的惯性力
矩，选型时需要选取额定转矩比负载转矩大很多的电机，造成了力矩浪费的现象。而交流伺
服电机具有较强的过载能力，例如松下交流伺服系统中的伺服电机的最大转矩达到额定转
矩的三倍，可用于克服启动瞬间的惯性力矩。

　　（四）速度响应快。步进电机从静止加速到额定转速需要

200～400 毫秒。交流伺服系统

的速度响应较快，例如松下

MSMA 400W 交流伺服电机，从静止加速到其额定转速仅需几

毫秒。

 

　　（五）矩频特性佳。步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时转矩会急
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。 

　　三、伺服电机控制展望

 

　　（一）伺服电机控制技术的发展推动加工技术的高速高精化。

80 年代以来，数控系统

逐渐应用伺服电机作为驱动器件。交流伺服电机内是无刷结构，几乎不需维修，体积相对较
小，有利于转速和功率的提高。目前交流伺服系统已在很大范围内取代了直流伺服系统。在
当代数控系统中，交流伺服取代直流伺服、软件控制取代硬件控制成为了伺服技术的发展趋
势。由此产生了应用在数控机床的伺服进给和主轴装置上的交流数字驱动系统。随着微处理
器和全数字化交流伺服系统的发展，数控系统的计算速度大大提高，采样时间大大减少。硬
件伺服控制变为软件伺服控制后，大大地提高了伺服系统的性能。例如

OSP-U10/U100 网络

式数控系统的伺服控制环就是一种高性能的伺服控制网，它对进行自律控制的各个伺服装
置和部件实现了分散配置，网络连接，进一步发挥了它对机床的控制能力和通信速度。这些
技术的发展，使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强，大大推动了高精高速
加工技术的发展。

 

　　另外，先进传感器检测技术的发展也极大地提高了交流电动机调速系统的动态响应性
能和定位精度。交流伺服电机调速系统一般选用无刷旋转变压器、混合型的光电编码器和绝
对值编码器作为位置、速度传感器，其传感器具有小于

1μs 的响应时间。伺服电动机本身也

在向高速方向发展，与上述高速编码器配合实现了

60m/min 甚至 100m/min 的快速进给和

1g 的加速度。为保证高速时电动机旋转更加平滑，改进了电动机的磁路设计，并配合高速
数字伺服软件，可保证电动机即使在小于

1μm 转动时也显得平滑而无爬行。 

　　（二）交流直线伺服电机直接驱动进给技术已趋成熟。数控机床的进给驱动有

“旋转伺

服电机＋精密高速滚珠丝杠

”和“直线电机直接驱动” 两种类型。传统的滚珠丝杠工艺成熟加

工精度较高，实现高速化的成本相对较低，所以目前应用广泛。使用滚，珠丝杠驱动的高速
加工机床最大移动速度

90m/min，加速度 1.5g。但滚珠丝杠是机械传动，机械元件间存在弹

性变形、摩擦和反向间隙，相应会造成运动滞后和非线性误差，所以再进一步提高滚珠丝杠
副移动速度和加速度比较难了。

90 年代以来，高速高精的大型加工机床中，应用直线电机

直接驱动进给驱动方式。它比滚珠丝杠驱动具有刚度更高、速度范围更宽、加速特性更好、运
动惯量更小、动态响应性能更佳，运行更平稳、位置精度更高等优点。且直线电机直接驱动，