{步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)性能比較}
步進(jìn)電機(jī)作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統(tǒng)，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(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)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(jī)也越來(lái)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(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)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(jī)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。
四、過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)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，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
Ferraz Shawmut Fuse A4J150 (lot of 10)
Foxboro IDP10-D23C01C-M1L1C1K1
LittleFuse 170-6R-1C-5.5
Siemens 3TD43 02-2AK6
Square D LAL36300 A-B 800H-N140
Foxboro IDP10-D20B01C
Foxboro IDP10-D22B01C-M1L1C1K1
Foxboro IDP10-DS4D01C-S32FHREM1C1K
Foxboro IDP10-DSAB01C-M1L1C1K1
Foxboro MT-24UKII-018
Foxboro RTT20-I1SNXCD-K1
Foxboro 871PH-3F1A
Milltronics MFA4P A-B 800H-N140
Milltronics PBD-92712000
Yokogawa FU20-05-T1
Cutler-Hammer AGSHWCH120N10XS
Barnstead PM-510
Metso Sampler M800136HP
Siemens 3TD4402-2AK6 / 3TD44 02-2AK6
Square D HU100-3MC6
Foxboro RTT20-D1BNXCN-D1K1
Sentech MK101-F-1 A-B 800H-N140
Foxboro RTT20-D1SNQCD-C1K1M1
Ferraz 64033J 600V 400A
Square D SCO2V02S
Foxboro MT-24UKII-005
Foxboro RTT20-D1SNQCD-C1K1L1
United Electric E100-2BSB
Foxboro RTT20-D1BNKCN
Pepperl+Fuchs KFA5-SR2-Ex1.W (x 2)
AEC M909-022 A-B 800H-N140
MODICON AS-B820-008
SIEMENS 6ES5 458-7LB11 6ES5458-7LB11
FS PHOENIX MCR-TE/J/K/I-E-NC
Square D CHU363RB
Wavell DSN30F A-B 800H-N140
Foxboro 871EC-HP0
Foxboro IMT25-PDADB40L-B
Foxboro D0170EC
Foxboro RTT20-D1LKQCA-C1D5K1L1
Ashcroft T424-TS-120 A-B 800H-N140
General Electric IC2820E500AA9D
Magnetrol 4T1-1220-002
Carlo Gavazzi EUAC600
Foxboro IDP10-D20C01C
Foxboro PR-13NSS-006
Transcat 22747E K100
Foxboro 871PH-5F6A
Foxboro PR-14BBI-012
Foxboro RTT20-D1SNKCD-C1K1M1
Allen-Bradley 1336-GM6 A-B 800H-N140
Magnetrol Kotron 810-0005-D01
Siemens 61-300-057-402
Foxboro 871PH-5B6A
Foxboro W-PFS-A26-2-150RF
Foxboro W-PFT-A26-1.5-150RF-HAST-C
ABB 3AUA489002B4562
Allen-Bradley 40781-800-01
Foxboro LEXG-F A-B 800H-N140
Square D QMB362TW
Go Switch TM-GM-71-16524-B2
Foxboro EBP 426 055 041
Siemens 61-300-053-512 (Lot of 3)
Siemens 61-300-053-508 (Lot of 3)
Foxboro PR-14UBS-018 A-B 800H-N140
Siemens 61-300-053-501 (Lot of 3)
Siemens 61-300-053-507 (Lot of 3)
GOULD MODICON AS-J878-000
Ascon Temperature Transmitter ZTC-59/NC/044019
Foxboro IGP10-D20D1C-M1L1C1K
Foxboro RTT20-D1SNQCA-C1K1L1M1
Metrix 5550-907 A-B 800H-N140
General Electric 55A212942P6RB
LittleFuse 100-3R-1C-5.5
LittleFuse 130-4R-1C-5.5
Endress+Hauser FDU85 A-B 800H-N140
Cutler-Hammer AGSHWC H120N05XS
Tyco Line-Sensing AMC-1B
Honeywell 1675A-1417
Foxboro LEXG-G
Foxboro P0800DC Rev M A-B 800H-N140
SQUARE-D 8536 SC03 SI ZE 1 Starter 8536SC03
Honeywell UDC300L-0-000-10-0F00
Ingersoll-Rand 1X12830
