步進電機和伺服電機作為電子工業(yè)常用的電機，是電工需要重點學(xué)習(xí)并使用的機器，但有很多小白不清楚步進電機和伺服電機的工作原理，也不知道如何根據(jù)場景來使用步進電機還是伺服電機，所以本文將一一回答這些問題，希望對小白有所幫助。

　　1、步進電機和伺服電機的工作原理

　　伺服電機主要是靠脈沖來定位，伺服電機接收到1個脈沖，將會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，這是由于伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)1個角度都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣和伺服電機接收的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)將知道發(fā)了多少脈沖個伺服電機，同時也收了多少脈沖回來，這樣就能很精確地控制電極的轉(zhuǎn)動。

　　步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似( 脈沖串和方向信號)彈性聯(lián)軸器，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。

　　2、步進電機和伺服電機的對比

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　　兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°，無相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°，也有一些高性能的不僅電極步距角更小。

　　交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。

　?、诘皖l特性不同

　　步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，--般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速時，- -般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。

　　交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)膜片聯(lián)軸器，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT) ，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。

　　③矩頻特性不同

　　步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇”下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~ 600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

　?、苓^載能力的不同

　　步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，使出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。

　?、葸\行性能的不同

　　步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

　?、匏俣软憫?yīng)性能不同

　　步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))，需要200-400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好。

　　綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機，但在需求不高的場合下也用步進電機來執(zhí)行電動機，所以在控制系統(tǒng)的設(shè)計要充分考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姌O。