伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)都是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機(jī)，它們一般都是需要對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，控制器（如PLC）將控制脈沖和方向信號(hào)發(fā)送給（伺服或步進(jìn)）驅(qū)動(dòng)器，再由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（包括啟動(dòng)/停止/加減速/勻速/換向等），從而達(dá)到對(duì)運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)控制，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精準(zhǔn)定位。

但它們?nèi)杂泻艽蟮牟顒e，我們?cè)趯?shí)際選擇時(shí)該選擇伺服電機(jī)還是步進(jìn)電機(jī)呢？下面將對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)的比較。

1、控制

伺服電機(jī)有三種控制方式：位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，分別對(duì)應(yīng)位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)。其中位置控制一般是通過外部輸入脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，故可以進(jìn)行精確地定位；速度控制一般是通過模擬量的輸入（電壓信號(hào)的大小確定轉(zhuǎn)速的大小，電壓信號(hào)的方向確定轉(zhuǎn)動(dòng)的方向）或脈沖的頻率（脈沖的頻率確定轉(zhuǎn)速的大小）來控制；轉(zhuǎn)矩控制是通過外部模擬量的輸入（電壓信號(hào)）或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，可以保持電機(jī)工作在一定轉(zhuǎn)矩下，但其速度和方向會(huì)有變化。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。通過改變電機(jī)繞組的通電相序可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)

2、速度

交流伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速常用的有2000rpm和3000rpm，最大轉(zhuǎn)速能達(dá)5000rpm；

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速一般在300-600rpm。

它們都可以通過控制脈沖頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。

3、反饋

伺服電機(jī)由于自帶編碼器，它可以對(duì)自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行反饋給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，從而自動(dòng)調(diào)整其輸出的控制信號(hào)，故能對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行更為精確的控制。故伺服電機(jī)一般為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

而步進(jìn)電機(jī)是不帶編碼器的，無反饋功能，故步進(jìn)電機(jī)一般為開環(huán)控制系統(tǒng)。但是其也可以外接編碼器來達(dá)到閉環(huán)控制，一般少用而已。

4、控制精度

伺服電機(jī)控制精度由編碼器的分辨率決定，分辨率越大，精度越高，一般要求分辨率比系統(tǒng)要求的定位精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。伺服電機(jī)的定位精度可達(dá)0.001mm；

步進(jìn)電機(jī)控制精度由步距角決定，步距角越小，精度越高，一般要求步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)步距角對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)要求的定位精度的1/2或更小。一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的3~5%，且不累積。

控制電機(jī)的控制精度要比伺服電機(jī)低大約10倍。

5、低頻特性（即較低轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)的性能）

交流伺服無論在高速還是低速都能保持平穩(wěn)運(yùn)行，即無噪聲和振動(dòng)；

而步進(jìn)在低速時(shí)易出現(xiàn)噪音、振動(dòng)（抖動(dòng)）現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定和影響精度。

6、矩頻特性（即轉(zhuǎn)速變化時(shí)力矩的變化情況）

伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出；

而步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600rpm。

7、過載能力（即超重超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)電機(jī)的情況）

伺服具有較強(qiáng)的過載能力（允許短時(shí)過載，不允許一直過載），其最大轉(zhuǎn)矩可為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩；

步進(jìn)一般不具有過載能力。其啟動(dòng)扭矩一般約為額定扭矩的70%。

8、運(yùn)行性能

伺服為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，故能使電機(jī)控制更為精確和穩(wěn)定；

步進(jìn)為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。

9、速度響應(yīng)特性（即電機(jī)的加減速性能）

伺服從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速（例 3000rpm）僅需幾十毫秒，可用于快速啟停的場(chǎng)合。

步進(jìn)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（例500rpm）需要200~400毫秒。

10、效率

伺服電機(jī)效率較高，一般在80%以上；步進(jìn)電機(jī)的效率比較低，一般60%以下。

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