转载：步进电机和交流伺服电机性能比较（两种电机的差异很多人并不明确，大家讨论下啊:)）

ada1983 · 发表于 2009-5-22 08:21:34

目前的步进电机与伺服电机的应用越来越广，很多人并不十分了解两者的差别，所以实际应用是选型上就存在问题，转载一篇帖子过来，大家可以看看，顺便交流交流各自的看法：）
转载的文章有两部分的，第一部分我看也主要是说伺服的优点了，缺点基本没讲，第二部分比较中肯一点，可以结合着看看的:)

转载：
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。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。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。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，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，以松下MSMA 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。
　　
　　综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

写这个帖子的人，是卖交流伺服电机的吧？内容基本正确，但是，不全面。楼主用于对比的几个部分，有些是可以从另外一个角度来看的。
　　1、控制精度不同
　　显然，楼主不知道步进电机驱动器有"细分"的概念。两相步进电机的步进角是1.8度没错，但是，现在64细分的驱动器也很常见了。注意，这个时候，电机是200*64=12800个脉冲转一圈。而市面上常见的交流伺服，编码器不过是2048或者2500线的。当然，有17位编码器的电机，不过，步进驱动器也有256细分的。从分辨率而言，交流伺服还是要高一些，但是远没有楼主所写得那么夸张。而且，既然是说控制精度，那么，用过伺服的人都应该知道，伺服的动态重现性是分辨率的多少倍。就常规设计而言，选型时，要把重现性指标乘以5作为伺服反馈的分辨率。这样，伺服的控制精度真的比伺服好吗？
　　2、低频特性不同
　　当步进电机细分数达到32以上时，基本就没有低频振动的问题了。而伺服想保持一个准确、稳定的低速，用过的人应该知道参数有多难调（只要速度、不要位置的话，还好做一点）
　　3、频矩特性不同
　　对于转矩，需要补充一点，伺服本身是没有保持力矩的，而步进电机有保持力矩。区别在于，伺服电机的所谓静止，实际上是一个动平衡的过程，电机不会真的停在指定位置上（所以交流伺服的重现性要定到反馈分辨率的3-5倍，而步进电机重现性可以比分辨率更高）。
　　4、过载能力不同
　　这个没有什么可说的，不过对于力矩浪费的说法，还是有点意见。很多步进驱动器提供了半流功能，在不需要全力矩输出的时候，可以降低电流，减小力矩。
　　5、运行性能不同
　　丢步确实是步进电机的致命缺陷，但是，伺服就可以不考虑加减速的曲线吗？你真给一个阶跃信号试试，电机会有多大的抖动。不过抖归抖，最终还是会停在正确的位置上，这确实比步进强。如果是定位控制，这个抖动无所谓了，如果是过程控制，谁敢这么用？
　　6、速度响应性能不同
　　因为交流伺服可以有瞬间大扭矩输出，所以加速性能可能比步进强，不过松下加到3000RPM用几毫秒，先试过再来说话好不好？而且说到响应，那就不能不说交流伺服的本质缺陷——滞后。一般电机，速度环响应2毫秒，位置环响应则很少看到数据，一般认为是8毫秒。说到快速起停，伺服总是手其响应频率限制，而步进电机基本不用考虑响应时间的问题。用步进电机可以很简单的做到一秒起停100次，每次移动20微米，用伺服大家可以试试看。

　　步进与伺服，无所谓优劣，各有适用场合而已，一般来说，大负载，高速度的应用，不要用步进电机，但低负载、低速度的场合，高细分的步进性能比交流伺服要好

chierchen · 发表于 2009-5-22 09:05:39

學習了~謝謝

plank · 发表于 2009-5-22 11:54:36

同学

155107149 · 发表于 2009-5-22 13:22:19

价钱好像也差了不少吧。。。拿QQ和奔驰比是没什么意义的

wajlh · 发表于 2009-5-22 13:52:28

学习

xiao2xu5 · 发表于 2009-5-22 20:32:31

学习来了，应用领域不同、价格不同，同意3楼的说法

hc235280 · 发表于 2009-5-30 13:52:29

留名学习

l2345678 · 发表于 2009-6-29 20:20:18

好，顶一下

51mcu51 · 发表于 2009-6-29 23:54:52

楼上正确，细分出来的精度，磁极处于非平衡位置，不能用于定位，只能起到平滑的作用，

oldfang · 发表于 2009-6-30 00:02:45

做个记号

reeou · 发表于 2009-11-2 16:01:33

学习了

shydfdz · 发表于 2009-11-9 07:34:13

學習了~謝謝

calvinxxw · 发表于 2009-11-9 14:17:00

高手荟萃,长见识了

ggddll · 发表于 2009-11-10 09:12:04

如果驱动比较差的话，步进在低速时震动时比较厉害的。

ssyniuej · 发表于 2009-11-10 10:19:46

学习一下，这样好，就针对技术进行讨论，呵呵。
不知道直流伺服和交流伺服有那些性能上的区别？

yelong98 · 发表于 2010-1-30 09:09:02

学习了

175891641 · 发表于 2010-1-30 14:17:37

楼上，细分出来的精度，磁极处于非平衡位置，不能用于定位，只能起到平滑的作用

确切的说，细分可以定位的，只是断电后细分位置会丢失，要开机重新归零，网站的雕刻机做的到6mil，靠的就是细分的精度！

步进电机速度转不快，步进电机做不大。这个楼上没讲

小型的设备（雕刻机）用伺服是非常不明智的做法，伺服电机价格先不说贵，他的变频器跟步进电机的驱动器价格也是差一个数量级

就如同用步进电机做电风扇。是非常不明智

每个电机都有缺点和有点，另外很多打印机里边用的用的是直流永磁有刷电机（玩具电机）+光珊尺。

j805 · 发表于 2010-1-30 14:29:42

mark

yyyytttt12 · 发表于 2010-1-30 19:06:12

误导贴鉴定完毕

DanielDeng · 发表于 2010-6-25 11:35:46

19楼是什么意思？不懂。

TRINAMIC · 发表于 2010-7-10 21:51:01

TRINAMIC目前现有的许多专利技术可以让步进和伺服性能差不多了
www.trinamic.com

tongyf · 发表于 2010-11-23 16:26:14

记号

bamstone · 发表于 2010-11-24 11:28:38

回复【20楼】DanielDeng
19楼是什么意思？不懂。
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这个是卖伺服的人写的帖子，说得很不全面

tfdsensor · 发表于 2010-11-24 11:34:04

关键就是一点, 传统步进是开环, 伺服是闭环;或者说步进是0,1; 伺服是模拟滴

bamstone · 发表于 2010-11-24 11:45:53

一、控制精度不同，实际上是拿分辨率、精度两个概念故意混淆来忽悠人。
步进电机和伺服电机的多少脉冲每转，是分辨率，不是精度；就是说相当于有一杆尺，上面的刻度能够到多少，但是这个刻度本身准不准是没有谱的。
以上述日本的电机为例，一般2500线的编码器，精度和分辨率差不多；17位编码器实际上是一种伪单圈绝对值式，串行传输，分辨率很高，而精度和2500线的也差不多。
步进电机一步就是一步，只要不丢步，是靠得住的；而伺服电机是一个动态调整的过程，动态随动误差，至少也有几十个脉冲。

二、让普通的伺服，工作在1RPM以下试试，就很清楚了。低速工作，实际是步进的天下。

三、这个确实是步进的致命缺点。不过告诉的步进电机现在也有

四、同样的价格买一个伺服和步进，谁的扭矩大，还说不定呢。

五、给伺服电机一个阶跃信号看看它过冲不过冲。当然，震荡完，最后还是能回来的。什么电机都不能违背牛顿定律，必须规划好加减速曲线。

六、这就吹得没影了。欧系美系的高端电机还有可能，一个小破松下，也敢这么吹？

peiyuan · 发表于 2010-11-28 12:23:51

我倒是跟你你们的疑问有很大区别，我对无刷直流电动机与伺服电动机的区别有含糊。
感觉无刷直流电动机配上反馈后就成为了伺服电动机，同时伺服电动机必须要配套的控制器进行驱动。特别是反馈器件的种类不同，安装角度不同的产品，控制器肯定就不同。

GuDaoFan · 发表于 2010-11-30 00:42:55

记号

yifeng168 · 发表于 2010-12-4 12:08:43

各有优缺点，根据场合选用就好了

TRINAMIC · 发表于 2010-12-4 19:29:22

各有千秋！

luolj · 发表于 2010-12-5 10:51:42

mark一下。

cumtstiff1987 · 发表于 2011-9-10 15:02:45

mark

tang0571 · 发表于 2011-10-11 15:28:03

有点深度的，要mark～

nowitzki · 发表于 2011-10-11 16:08:41

写的特别明白,有种恍然大悟的感觉.刚好遇到一个问题是直流伺服电机和步进电机的选择.现在有答案了.

lpm527 · 发表于 2011-10-12 18:42:52

学习了,对这个真不了解

chenshusi · 发表于 2011-11-16 10:04:36

学习贴，受教了

jiaoweichu · 发表于 2011-12-23 12:11:32

怕丢步不稳定什么的就用混合伺服其实雕刻机不太大就不要用伺服浪费成本混合伺服就好。这贴白话半天其实就是要表达
混合伺服和步进比较 1.不发生丢步 2.高性能提速 3.电机发热减少 4.节能混合伺服和伺服比较 1.无须设置参数 2.零速停止稳 3.位置响应快
4.成本大幅度减少

combug · 发表于 2012-3-25 18:20:04

mark 直流无刷一般有霍尔反馈的，和交流伺服不一样的

zcdz123 · 发表于 2012-4-12 15:00:25

jiaoweichu 发表于 2011-12-23 12:11
怕丢步不稳定什么的就用混合伺服其实雕刻机不太大就不要用伺服浪费成本混合伺服就好。这贴白话 ...

希望讲讲混合伺服。

catshit_one · 发表于 2012-4-14 17:09:53

mark,现在也有长度限制了

yanghai-M · 发表于 2012-4-30 21:47:36

这种文章讲的太多了各有千秋

jiuzhou001 · 发表于 2012-5-7 14:05:57

zcdz123 发表于 2012-4-12 15:00
希望讲讲混合伺服。

终于可以发帖了这是混合伺服的一篇文章可以共同学习

amm · 发表于 2012-7-18 16:50:00

學習了~謝謝

爱上DIY的汤姆猫 · 发表于 2012-7-20 12:42:29

学习了，支持！

kakags · 发表于 2012-7-20 12:48:23

学习一下

SPEME · 发表于 2012-8-3 17:15:45

peiyuan 发表于 2010-11-28 12:23
我倒是跟你你们的疑问有很大区别，我对无刷直流电动机与伺服电动机的区别有含糊。
感觉无刷直流电动机配上 ...

真的是这样子么？我们想办法搞个伺服驱动器吧。反正编码器精度不高的没那么贵。

leoemma · 发表于 2012-9-4 11:28:33

学习啦

dammon · 发表于 2012-9-27 10:53:11

学习了。。。。。。。。。。。

2007 · 发表于 2012-10-6 20:57:28

学而时习之

xiaolaoyu · 发表于 2012-10-28 22:38:28

学习了，谢谢

zhoujiewen · 发表于 2012-12-2 22:33:03

学习了。。

yuyanlzh · 发表于 2012-12-3 22:27:27

长知识了，雕刻机不必盲目使用伺服，找个好点的驱动器是王道

小笨蛋 · 发表于 2012-12-3 23:07:44

不知道伺服电机是不是就是普通的异步电机加上伺服系统。

cqwp1211 · 发表于 2012-12-4 18:29:36

很有价值.学习了

hpzzj · 发表于 2013-1-6 10:46:25

直流无刷电机与交流伺服电机在选型时应该考虑什么？？

liaoya00000 · 发表于 2013-4-22 23:57:59

学习了！！

jwxcelebrate · 发表于 2013-4-26 10:15:57

mark,学习了

569350810 · 发表于 2013-5-23 22:25:40

学习，真不错。

mvpgpz · 发表于 2013-6-13 14:05:35

学习了！感谢楼主！！！

ssht428 · 发表于 2013-9-1 14:12:39

学习贴，受教了

mvpgpz · 发表于 2013-10-22 10:22:55

学习了
混合伺服！！！

skylinyk · 发表于 2013-10-26 23:17:54

mark，学习了

luckseason · 发表于 2016-4-24 12:15:51

学习了。步进电机，伺服电机，混合伺服，有一点晕

hamxiyue · 发表于 2016-5-3 15:00:54

学习了。

转载：步进电机和交流伺服电机性能比较（两种电机的差异很多人并不明确，大家讨论下啊:)）

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