随着全数字交流伺服系统的出现，AC伺服电机（servo motor）在数字控制系统中的应用越来越多。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AC servo motor作为执行电机。

本文主要解决两个问题:

1、步进驱动和伺服驱动的主要区别。

2.具体选型过程中的几个实际问题？

摘要

步进电机主要按相数分类，其中两相和五相步进电机是目前市场上广泛使用的。两相步进电机可以分成400等份，五相步进电机可以分成1000等份。因此，五相步进电机具有更好的特性、更短的加减速时间和更低的动态惯量。

随着全数字交流伺服系统的出现，AC servo motor在数字控制系统中的应用越来越多。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AC servo motor作为执行电机。虽然它们在控制方式(脉冲序列和方向信号)上很相似，但在性能和应用上却有很大的不同。

现在来对比一下两者的表现。

一，控制精度不同

两相混合式步进电机的步距角一般为3.6度和1.8度，五相混合式步进电机的步距角一般为0.72度和0.36度。还有一些高性能的步进电机，步距角更小。如四通公司生产的线切割机床用步进电机，步距角为0.09度；bergerlahr生产的三相混合式步进电机的步距角可以通过dip开关设置为1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，兼容两相和五相混合式步进电机的步距角。

二，低频特性不同

步进电机在低速时容易产生低频振动。振动频率与负载和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起飞频率的一半。这种低频振动的现象，是由步进电机的工作原理决定的，对机器的正常运行非常不利。步进电机低速工作时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，如在电机上加阻尼器或在驱动器上采用细分技术。

Ac servo motor运行非常流畅，即使低速也不会有震动。交流伺服系统具有共振抑制功能，可以弥补机械刚性的不足，系统具有频率分析(fft)功能，可以检测机器的共振点，方便系统调整。

三,不同的矩频特性

步进电机的输出转矩随着转速的增加而减小，在更高的转速下会急剧下降，所以其最高工作转速一般为300 ~ 600转/分。

Ac servo motor为恒转矩输出，即在其额定转速范围内(一般为2000转/分或3000转/分)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

步进电机通常没有过载能力。Ac servo motor过载能力强。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。它的最大扭矩是额定扭矩的三倍，可以用来克服起动瞬间惯性负载的惯性力矩。步进电机不具备这种过载能力，所以为了克服这种惯性扭矩，往往需要选择扭矩较大的电机，而机器在正常运行时并不需要这么大的扭矩，扭矩就浪费了。

五,不同的经营业绩

步进电机的控制是开环控制。启动频率过高或负载过大，容易失步或失速。如果停机时转速过高，容易超调。因此，为了保证其控制精度，要妥善处理加减速问题。交流伺服驱动系统是闭环控制系统，驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。内部形成位置环和速度环，步进电机不会失步或超调，控制性能更可靠。

六,速度对性能的影响不同。

步进电机从静止加速到工作速度(通常为每分钟几百转)需要200 ~ 400毫秒。交流伺服系统加速性能好。以松下msma400w AC servo motor为例，从静止加速到额定转速3000rpm仅需几毫秒，可用于需要快速启停的控制场合。

如何选择类型？

1.如何正确选择servo motor和步进电机

这取决于具体的应用。简单地说，就是要确定荷载的性质(如水平或垂直荷载等。)，转矩、惯量、速度、精度、加减速的要求，上位控制的要求(如端口接口、通讯的要求)，以及主要控制方式是位置、转矩还是速度。无论电源是DC或交流电源，或电池电源，电压范围。以便确定电机和驱动器或控制器的型号。

2.如何使用步进电机驱动器？

根据电机的电流，使用大于或等于该电流的驱动器。如果要求低振动或高精度，可以使用细分驱动器。对于高扭矩电机，尽可能使用高压驱动器，以获得良好的高速性能。

三相、两相、五相步进电机有什么区别，如何选择？

3.相电机成本低，但低速震动大，高速时扭矩下降快。5相电机振动小，高速性能好，比2相电机高30~50%，在某些场合可以替代servo motor。

4.什么时候选择DC伺服系统，它和交流伺服系统有什么区别？

DC servo motor可分为有刷电机和无刷电机。

无刷电机具有成本低、结构简单、起动转矩大、调速范围宽、易于控制和维护等优点，但容易维护(更换碳刷)，产生电磁干扰，对环境有要求。因此，可用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小、重量轻、产量大、响应快、速度高、惯性小、转动平稳、转矩稳定。控制复杂，易于实现智能化，电子换向方式灵活，方波换向或正弦波换向。电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射小，使用寿命长，可在各种环境下使用。

Ac servo motor也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。目前运动控制一般采用同步电机，功率范围大，可以达到很大的功率。惯性大，最大转速低，随着功率的增加迅速降低。因此适合低速稳定运行。

5.使用电机时的注意事项

通电操作前进行如下检查:

1)电源电压是否合适(过压容易损坏驱动模块)；对于DC输入的+/-极性，一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(一开始不要太大)；

2)控制信号线连接牢固，工业现场要考虑屏蔽(如双绞线)；

3)不要一开始就把所有需要连接的线路都连接起来，只连接成最基本的系统，运行好了再一步步连接。

4)一定要搞清楚接地方式，或者用浮接。

5)运转开始后半小时内，密切观察电机的状态，如动作是否正常，声音、温升等，发现问题立即停机调整。