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步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系
。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式
交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字
式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方
向信号)，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用
性能作一比较。
一、控制精度不同
两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9°，五相混合式步进电机
步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距
角更小。如三洋公司(SANYODENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通
过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、
0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
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。以三洋全数
字式交流伺服电机为例，对于带标准2000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°/8000=0.045°。对于带17位编
码器的电机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量
360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的
1/655。
二、低频特性不同
步进电机在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。
三、矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，
所以其较高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，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。
四、过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以
山洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其较大转矩为额
定转矩的二到三倍，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。
五、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，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。交流伺服驱动系统为闭环控制，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。
六、速度响应性能不同
步进电机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。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400W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。
(整理：电工培训学校)
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