主頁 > 技術文章 > 步進驅動和伺（sì）服驅動的區別（bié）2025-07-04

步進驅（qū）動和伺服驅動的區別

步進驅動和伺服驅動的區別概（gài）述：
步進電（diàn）機主要是依相數來做分類，而其中又以二相、五相步進電機為（wéi）目前市場（chǎng）上所廣泛采用。二相步進電機每轉細可分割為400等分，五相則可分割為1000等分，所以（yǐ）表（biǎo）現（xiàn）出來的特性以五相步進電（diàn）機較佳、加（jiā）減速時間較（jiào）短、動態慣性較低。
隨著全數字式交流伺服係統的（de）出現，交流伺服電機也越來越多地應用於（yú）數字控製係統中（zhōng）。為了適應數字控製的發展趨勢，運動控製係統中大多采用步進電機或全數字式交流（liú）伺服電機作為執行電動機。雖然兩（liǎng）者在控製方式上相似（sì）(脈衝串和方向信號)，但在使（shǐ）用性能和應用場合上存在著較大的差異。
現就二者的使用性能作一比較。
一、控製精度（dù）不同（tóng）
兩相混合式步進電機步距角一（yī）般為（wéi）3.6度（dù）、1.8度，五相混合（hé）式步進電機步距角一般為0.72度、0.36度。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通（tōng）公司生產（chǎn）的一種用於慢走絲機（jī）床的步（bù）進電機，其步距角為0.09度;德國百格拉公司（sī）(bergerlahr)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，兼容了兩相和（hé）五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控製精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。以（yǐ）鬆（sōng）下全數字式交流伺服電機為例，對於帶標準2500線編碼器的電機而言，由（yóu）於驅動器內部采用了四倍頻技術，其脈衝當量為360度/10000=0.036度。對於帶17位編碼器的電（diàn）機而言，驅動器每接收217=131072個脈衝電機（jī）轉（zhuǎn）一圈（quān），即其脈衝當量為360度/131072=9.89秒（miǎo）。是步距角為1.8度（dù）的步進電機（jī）的（de）脈衝當量的1/655。
二、低頻特性不同
步進電機（jī）在低速時（shí）易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為（wéi）電機空載起跳頻率的（de）一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對於機器（qì）的正常運轉非常不利。當（dāng）步進電機工作（zuò）在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現（xiàn）象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細（xì）分技術等。
交流伺服（fú）電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現（xiàn）振動現象（xiàng）。交流伺服係統（tǒng）具有（yǒu）共（gòng）振（zhèn）抑製功能，可（kě）涵蓋機械的剛性不（bú）足，並且係統內（nèi）部具有頻率解析機能(fft)，可檢測出機械的共振點，便於係統調整。
三、矩頻（pín）特性不同（tóng）
步進電機的（de）輸出力矩隨轉速（sù）升高而下降，且在較高轉速時會（huì）急劇（jù）下降，所以其工作轉速一般在300~600rpm。
交流伺服電機為恒力矩輸出（chū），即在其（qí）額定轉速(一（yī）般為2000rpm或（huò）3000rpm)以內，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸（shū）出。
四、過載能力（lì）不同
步進電機（jī）一般不具有過載能力。交流伺服電機具（jù）有較強的過載能（néng）力。以鬆下交流伺服係統為（wéi）例，它具（jù）有速度過載和轉矩過載（zǎi）能力。其大轉矩（jǔ）為額定（dìng）轉矩的三倍，可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有（yǒu）這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩（jǔ），往往需要選取較大轉矩的電機，而機器（qì）在正常工作期間又不需要（yào）那麽大的轉（zhuǎn）矩，便出現了力矩浪（làng）費的現象。
五、運行（háng）性（xìng）能不同
步進電機的（de）控（kòng）製為開環控製，啟動頻率過高或負載過大（dà）易出現丟步或堵（dǔ）轉的現（xiàn）象，停止時轉速過高易出現過（guò）衝的現象，所以為保（bǎo）證其控製精度，應處理好（hǎo）升、降速問題。交流伺服驅動係（xì）統為閉環控製，驅（qū）動器可直接對電機編碼器（qì）反饋信號進（jìn）行采樣，內部構成位置（zhì）環和速度環，一般不會出現步進電機的丟步或過（guò）衝的現象，控製性能更為可靠。
六、速度影響性能不同
步進電機從靜（jìng）止加速到工作轉速(一般為每分（fèn）鍾幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服係統的加速性能較好，以鬆下msma400w交流伺服電機為例，從靜止（zhǐ）加速到其額定轉速3000rpm僅需幾毫秒（miǎo），可用於要求快速啟停的控製場合。
如何選型?
1、如何正確選擇（zé）伺服電（diàn）機（jī）和步進電機
主要視具體應用情況而定（dìng），簡單地說要確定:負載的性（xìng）質(如水平還是垂（chuí）直負載等（děng）)，轉（zhuǎn）矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控製要求(如對端口界麵和通訊（xùn）方麵的要求)，主要控製方式（shì）是位置（zhì）、轉（zhuǎn）矩還是速度方式（shì）。供電（diàn）電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓範圍。據此以（yǐ）確定電機和配用驅動器或控製器的型號。
2、如何配用步進電（diàn）機驅（qū）動器?
根據電機的電流（liú），配用大於或等於此電流的驅（qū）動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細分型驅動器。對於大轉矩電機，盡（jìn）可能用高電壓型驅動器，以（yǐ）獲得良好的高（gāo）速性能。
3、2相（xiàng）和5相步進（jìn）電機有何區別，如何選擇?
2相（xiàng）電機成本低（dī），但在低速時的震動較大，高速時（shí）的（de）力矩（jǔ）下降快。5相電機則振動較小，高速性（xìng）能好，比2相電機的速（sù）度高30~50%，可在部分場合取代伺服（fú）電機。
4、何時選用直（zhí）流伺服係統，它和交流伺服有何區別?
直流伺服（fú）電機分為有刷和無刷電機。
有刷電（diàn）機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速範圍寬，控製容易，需要維護，但維護方便(換碳刷)，產生電磁幹擾，對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。
無刷電（diàn）機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣（guàn）量小，轉動平滑，力矩穩（wěn）定。控製複雜，容易實現智能（néng）化，其電子換相方式靈活，可以方波（bō）換相或正（zhèng）弦波換相。電機免維（wéi）護，效率很高，運行溫度低，電磁（cí）輻射很（hěn）小，長壽命，可用於各種環境。
交流伺服電機也是（shì）無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控製（zhì）中一般都用同（tóng）步（bù）電機，它的功率範圍大，可以做（zuò）到很大的功率。大慣量，轉動速度低（dī），且隨著功（gōng）率增大而快速降低。因而適合（hé）做低（dī）速平穩運行的應用（yòng）。
5、使用電機時（shí）要注意的問題（tí）
上電運行前要作（zuò）如下檢查:
1)電源電（diàn）壓是否合適(過壓很可能造成驅動模塊的損壞);對於（yú）直（zhí）流輸入的+/-極性一定不能接錯，驅動控（kòng）製器上的電機（jī）型號或電流設定值是否合適(開始時不要太大);
2)控製（zhì）信號（hào）線接牢靠，工業（yè）現場（chǎng）要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線);
3)不要開始時就把需要接的線全接上，隻連成基本（běn）的係統，運行良好後，再逐（zhú）步連接。
4)一定要搞清楚接地方法，還是采用浮空不接。
5)開始運行的半小時內要密（mì）切觀察電機的狀態，如運動是否正（zhèng）常，聲音和溫升情況，發現問題立（lì）即停機調整。

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