步進電機與交流伺服電機的性能比較
大多數(shù)運動控制系統(tǒng)使用步進電機或全數(shù)字交流伺服電機作為執(zhí)行電機。盡管兩者在控制模式（脈沖串和方向信號）上相似，但在性能和應(yīng)用方面存在很大差異。現(xiàn)在比較一下兩者的性能。
1、控制精度不同，兩相混合式步進電機的步進角一般為3.6°和1.8°，五相混合式步步進電機步進角通常為0.72°和0.36°。也有一些步進角較小的高性能步進電機。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。對于帶有標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機，由于驅(qū)動器內(nèi)部使用了四倍頻技術(shù)，脈沖等效值為360°/10000=0.036°。對于帶有17位編碼器的電機，驅(qū)動器每次接收217=131072個脈沖時，電機旋轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。它是步進角為1.8°的步進電機脈沖當(dāng)量的1/655。
2、不同的低頻特性
步進電機在低速時容易發(fā)生低頻振動。振動頻率與負載條件和驅(qū)動器的性能有關(guān)，通常認為振動頻率是電機空載起飛頻率的一半。這種由步進電機的工作原理決定的低頻振動現(xiàn)象對機器的正常運行非常不利。當(dāng)步進電機低速工作時，通常應(yīng)該使用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，例如在電機上添加阻尼器，或者在驅(qū)動器上使用細分技術(shù)。
交流伺服電機運行非常平穩(wěn)，即使在低速下也不會振動。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可以彌補機器剛度的不足，系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率分析功能（FFT），可以檢測機器的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
3、不同的矩頻特性
步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨著速度的增加而減小，并且在更高的速度下會急劇下降，因此其工作速度通常為300-600RPM。交流伺服電機具有恒定的轉(zhuǎn)矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）內(nèi)，可輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上，為恒定功率輸出。
4、不同過載能力
步進電機通常不具有過載能力。交流伺服電機過載能力強。我們伺服的最大扭矩是額定扭矩的三倍，可以用來克服啟動時慣性負載的慣性力矩。由于步進電機不具有這樣的過載能力，為了克服這種慣性力矩，往往需要選擇轉(zhuǎn)矩較大的電機，而機器在正常運行時不需要如此大的轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)矩就出現(xiàn)了。浪費現(xiàn)象。但是我們的閉環(huán)步進可能會過載1.5倍。
5、不同的運行性能
步進電機的控制是開環(huán)控制。如果啟動頻率過高或負載過大，很容易失步或失速。當(dāng)速度過高時，很容易造成過沖。因此，為了確保其控制精度，應(yīng)妥善處理。上升和減速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是閉環(huán)控制，驅(qū)動可以直接對電機編碼器的反饋信號進行采樣，并形成內(nèi)部的位置回路和速度回路。一般情況下，步進電機不會出現(xiàn)失步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更可靠。
6、不同的速度響應(yīng)性能
步進電機從靜止加速到工作速度（通常每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200到400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能良好，從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速3000RPM只需幾毫秒，可用于需要快速啟動和停止的控制場合。
總之，交流伺服在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。然而，在一些要求較低的場合，步進電機經(jīng)常被用作執(zhí)行電機。因此，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)綜合考慮控制要求和成本等各種因素，選擇合適的電機。
