凯福科技详解步进电机和伺服电机的区别？
——— 伺服电机和步进电机的区别
2021/9/28 15:43:00
我们在选择定位机构时，不太理解步进电机与伺服电机的区别，搞不懂步进电机和伺服电机有什么不同，或者是不理解伺服电机和步进电机的特点，带着这些问题，我们进行了详细的对比，方便查阅：
| 步进电机 | 伺服电机 | |
| 相数 | 2相、3相、5相、微步进系统 | 主要分为DC伺服和AC伺服 |
| 构成 | 由单机构 | 由电机与编码器、驱动器三部分 |
| 驱动控制 | 要驱动步进电机必须要有控制器，只需向驱动器输入脉波即可简单的以开回路方式进行高精度定位控制 | 输入脉波与编码器的位置、速度情报进行比较后来对驱动电流进行控制 |
| 定位 | 以开回路方式即可完成高精度定位，停止时不会有累积角度误差 | 闭环控制来实现精准定位 |
| 响应 | 起动、停止的响应性优越 | 能获得定位结束信号，负载异常时，因会输出警示信号 |
| 力矩 | 为在低速领域时能输出大转矩，但在高速领域时则转矩会逐渐下降 | 即使在高速领域亦能获得稳定的高转矩 与输入脉波同期，以步级方式运转 |
| 维护 | 构造简单，所以保养容易 | 组件多，损坏概率大 |
| 精度 | 取决于步距角和驱动器的细分 | 取决于其编码器的精度 |
| 价格 | 低 | 高 |
以上是步进电机与伺服电机的区别对比表，那么步进电机与伺服电机有何不同呢，我们一起来看看：
| 步进电机 | 伺服电机 | |
| 控制精度不同 | 两相混合式步进电机步距角一般为3.6度、1.8度，五相混合式步进电机步距角一般为0.72度、0.36度。也有一些高性能的步进电机步距角更小: 0.18、0.09、0.072、0.036 | 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度/10000=0.036度。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度/131072=9.89秒。是步距角为1.8度的步进电机的脉冲当量的1/655 |
| 低频特性不同 | 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 |
| 矩频特性不同 | 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 | 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 |
| 过载能力不同 | 一般不具有过载能力 | 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。 | ||
| 运行性能不同 | 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 | 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 |
| 速度响应性能不同 | 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 | 加速性能较好，以松下msma400w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 |
以上就是步进电机与伺服电机的区别。交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。在步进电机与伺服电机的区别表格里也做了大致的对比，欢迎祥细沟通！
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王妍
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