伺服电机与步进电机的效率比较

步进电机是一种离散运动的装置，它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（脉冲信号和方向信号），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3.6°、 1.8°，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步距角更小。

如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三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°(由步进电机驱动器进行细分)，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**全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500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°/10000=0.036°。

对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。

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。

进电机和交流伺服电机性能比较一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，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步距角更小。

如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三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。

以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500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°/10000=0.036°。

对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。

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，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。

伺服电机和步进电机的区别伺服电机和步进电机是两种常见的电动机类型，它们在工业和自动化领域中都有着广泛的应用。

虽然它们在操作原理和性能上有所不同，但都是用来将电能转化为机械能以实现精确的运动控制。

本文将从几个方面来详细阐述伺服电机和步进电机的区别。

1. 工作原理：伺服电机是通过将电机转子的位置反馈与控制器中的设定位置进行比较，然后对电机进行调整以保持位置的准确性。

它通常由电机、编码器和控制器组成，控制器通过不断调整电机的输入信号，使其保持在设定的位置。

步进电机则是通过控制电机的脉冲信号来驱动电机转动。

每个脉冲信号将使电机转子移动一个固定的步距，而且步进电机的运动是离散的，它没有位置反馈环路，因此无法实现精确定位和速度控制。

2. 控制方式：伺服电机通常使用闭环控制系统，它能够感知运动过程中的任何位置偏差，并通过调整输入信号来纠正这些偏差。

因此，伺服电机能够实现非常精确的位置和速度控制。

而步进电机通常使用开环控制系统，只需提供恰当的脉冲信号即可使电机转动。

但由于没有位置反馈，当负载变化或步进电机负载过重时，步进电机容易丢步，导致运动位置的误差。

3. 动态响应：伺服电机的动态响应性能优于步进电机。

由于伺服电机有位置反馈环路，并通过控制器实时调整输入信号，所以能够更精确地控制和调节运动位置、速度和加速度。

步进电机的动态响应受限于脉冲信号的频率和步距角。

虽然通过增加脉冲频率可以提高步进电机的转速，但在高速或高负载情况下，步进电机的动态响应性能会下降，容易产生失步现象。

4. 负载承受能力：伺服电机能够以较高的力矩输出进行运动控制，适用于大负载和高精度的应用。

因为其具有位置反馈和动态调整功能，能够根据负载的变化实时调整控制信号，保持较高的运动精度。

相比之下，步进电机的力矩输出相对较低，通常适用于较小的负载和低精度的应用。

步进电机常用于一些相对简单的工作，如印刷、包装和纺织等行业中。

5. 适用领域：由于伺服电机的高精度、高速度和高负载承受能力，它广泛应用于需要精确控制位置、速度或加速度的领域，例如机床、机器人、自动化生产线等。

步进电机与伺服电机的综合比较步进电机和伺服电机是自动化工业生产中常用的执行电机，其应用领域十分相似，但事实上两者之间是存在一定差异的，本文通过说明两者之间的特点和工作原理，进一步分析了两者之间的区别，给实际生产运用提供了参考。

一、步进电机和伺服电机的主要特点（一）步进电机的主要特点1.步进电机没有积累误差。

一般来说，步进电机的精度大约是其实际步距角的3～5%，且不会累积。

2.步进电机在工作时，电脉冲信号会按一定顺序（例如A-B-C-A-B-C等）轮流加到各相绕组上。

3.步进电机与其它电机不同，其实际工作电压和电流可以超过额定大小，但选择时不应偏离额定值太多。

4.步進电机外表允许的最高温度可以达到80-90° C。

5.步进电机的力矩会随着其频率（或速度）的增大而降低。

6.混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围。

7.可以通过将电机与驱动器接线的A+和A-（或者B+和B-）对调即可改变其旋转方向。

（二）伺服电机的主要特点1.起动转矩比较大，当一旦给定子提供控制电压，转子就会立即转动，所以伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

2.运行范围比较广。

3.不会产生自转现象，正常运转的伺服电机一旦失去控制电压，电机立即停止运转。

二、步进电机和伺服电机的工作原理（一）步进电机的工作原理步进电机可以将电脉冲信号转换为机械信号，步进电机每发送一个电脉冲，就可以使其旋转一个固定的角度，称为步距角。

步距角的大小由其转子齿数Zr 和拍数N所决定。

当连续给电机发送多个电脉冲信号时，就可以使其进行连续运行。

此外，可以通过改变发送的电脉冲信号的频率来控制电机转动的速度，从而实现精确定位和调速的目的。

（二）伺服电机的工作原理伺服电机内部也同样由定子和转子组成，其转子是永磁铁，驱动器控制的三相电首先在定子绕组中形成电磁场，而转子在这种电磁场的作用下发生旋转，与此同时伺服电机通过编码器将转动信号反馈给驱动器，通过闭环调节在驱动器内调整转子转动的角度，从而实现精确的定位控制。

伺服电机和步进电机的区别(一)伺服电机和步进电机是目前工业中应用比较广泛的两种电动机，它们在驱动精度、反应速度、能耗等方面有比较明显的差异。

接下来将从以下四个方面对它们进行比较。

1. 基本工作原理伺服电机的基本工作原理是在控制器的作用下，将反馈的位置和速度信号与预设的目标位置、速度进行比较后，通过调节电机的电流大小和方向，实现精确的控制。

而步进电机的工作原理是在控制器的驱动下，按照预设的步进角度以及方向进行转动，具有固定的步进角度，能够比较稳定地输出转矩。

2. 驱动精度伺服电机在驱动精度方面表现更为优异，可以实现更高的控制精度，不仅可以达到较高的转速，还可以精确地控制位置、速度等参数。

而步进电机虽然在精准定位方面有一定的优势，但是在运动过程中容易发生失步，导致驱动精度有时候不能够得到很好的保证。

3. 反应速度伺服电机具有更快的反应速度，可以更快地响应控制信号进行控制，应用范围更广，适用于速度要求较高的场合。

而步进电机由于在控制信号响应速度以及电磁转矩上存在一定的局限性，反应速度相对较慢，适用于速度要求较低的场合。

4. 能耗与实际应用伺服电机在能耗上比步进电机高出不少，而且在实际应用中，伺服电机具有更广泛的适用性，更加稳定，控制也更为直观，可以应用在许多不同场所，比如机床、自动化设备、飞机、船舶等。

而步进电机则主要应用于定位、打印等精细控制领域，其性价比表现更好。

总的来说，伺服电机和步进电机是应用比较广泛的两种电动机，在驱动精度、反应速度、能耗等方面有明显的差异，它们在不同的场合具有不同的应用价值。

因此，在采用电动机的时候，需要根据实际应用的情况进行选择，以达到最好的驱动效果。

伺服电机与步进电机的区别和性能比较严格来说，步进电机也属于伺服电机的一种，伺服电机是特指可以精确受控的电机(指转速、转角、行程可控等等)，包括直流伺服电机、交流伺服电机、步进电机，但不严格时则多数指交/直流伺服电机。

与交直流伺服电机相比，步进电机最大的特点是转角、转速均可方便的精确控制，控制系统简单，它采用顺序脉冲驱动，依次序在定子间接入不同脉冲电流次序，导致步进电机的齿间磁力差距而拉动转子转动，控制脉冲的数量直接对应着转子的齿步数，因此不严格要求时，可以省略位置传感器，而且停转后有自锁能力，控制起来比交直流电机容易得多，所以是最常用的伺服电机，特别是在小功率、小体积的电控机械中居统治地位。

但步进电机最大的缺点是转矩比较小、功率比较小(最大也只是在KW级别)，转动的平顺性也不算好，一般用于小型机电系统。

而交直流伺服电机的主要优点是功率大(可达数百kw)、转矩大、速度范围极高(可以极慢也可以极快)，而且转矩顺滑、抖动小，一般用于大型、高性能数控系统，但交/直流伺服系统的控制都很复杂，都需要精确的转角传感器或者位置传感器做闭环控制，算法复杂，而且成本高昂、体积庞大。

直流伺服电机一般采用电压控制，少数也可以采用电流控制，电压或电流与电机的转速之间存在着一定的函数关系，控制系统根据角度传感器反馈的信号，控制这个电机电压，最后达到控制电机的转速或转角。

步进电机原理步进电机作为控制用的特种电机，是将电脉冲转化为角位移的执行机构。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的步进角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，改变绕组的通电顺序，电机就会反转。

驱动器原理步进电机需要使用专用的步进电机驱动器驱动，驱动器由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。

伺服电机和步进电机的区别步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它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3.6°、1.8°，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步距角更小。

如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三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。

以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500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°/10000=0.036°。

对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。

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。

步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它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3.6°、1.8°，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步距角更小。

如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三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。

以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500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°/10000=0.036°。

对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。

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。

伺服电机和步进电机的区别及其选择1. 伺服电机的特点伺服电机是一种能够根据特定控制信号精确旋转一定角度的电机。

它具有以下特点： - 高精度：伺服电机可以精确控制位置、速度和转矩。

- 高速度：在高速运转时仍能保持准确性。

- 高性能：响应速度快，工作稳定。

- 高效率：能够根据负载需求自动调节工作状态，节能环保。

2. 步进电机的特点步进电机是一种精密控制的电机，通过每一个步进角度工作，具有以下特点：- 相对简单：结构简单，操作容易。

- 低成本：制造成本低，维护成本也相对较低。

- 精确控制：能够准确控制位置，适合一些需要精确定位的场合。

- 稳定性：稳定性好，不易出现失步情况。

3. 选择伺服电机还是步进电机？3.1 控制精度要求•如果对精确度和控制要求高，建议选择伺服电机，因为它在控制精度和速度方面表现更优秀。

•如果只是简单的定位任务，步进电机已经可以满足需求。

3.2 应用领域•伺服电机通常用于一些需要高速度、高精度、高效率的场合，如数控机床、机器人等。

•步进电机适用于一些简单的定位或速度控制的应用，如打印机、摄像机等。

3.3 成本考虑•在成本方面，步进电机比伺服电机更经济实惠，适合有预算限制的项目。

•如果预算允许并且对性能要求高，可以选择伺服电机。

4. 结论综上所述，伺服电机和步进电机各有优缺点，选择适合自己需求的电机类型非常重要。

在实际应用中，应根据控制精度、应用领域和成本等考虑因素综合选择，以达到最佳的机械性能。

以上是关于伺服电机和步进电机的区别及其选择的相关内容，希望对您有所帮助。

伺服电机和步进电机的六大性能差异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（SANYO DENKI）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。