步進電機作為一種開環(huán)控制系統(tǒng)，與現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機得到了廣泛的應用。隨著數(shù)字交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機在數(shù)字控制系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)多采用步進電機或全數(shù)字交流伺服電機作為執(zhí)行電機。雖然它們在控制方式(脈沖串和方向信號)上相似，但在性能和應用上卻有很大的不同?，F(xiàn)在我們來比較一下他們的表現(xiàn)。

1、控制精度不同

兩相混合式步進電機的步進角一般為1.8°、0.9°，五相混合式步進電機的步進角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能步進電機，細分后步進角度較小。兩相混合式步進電機的步角由sanyodenki公司可以設置為1.8°,0.9°,0.72°,0.36°,0.18°,0.09°,0.072°,0.036°通過撥開關,這是兼容的角步的兩相混合式步進電機和五個階段。

交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字交流伺服電機為例，對于帶有標準2000線編碼器的電機，由于驅(qū)動內(nèi)部采用四倍頻技術，其脈沖當量為360°/ 8000 = 0.045°。對于帶17位編碼器的電機，驅(qū)動端每接收131072個脈沖電機，即其脈沖當量為360°/ 131072 = 0.0027466°，是階躍角度為1.8°的步進電機脈沖當量的1 / 655。

2、種不同的低頻特性

步進電機在低速時容易產(chǎn)生低頻振動。振動頻率與驅(qū)動器的負載和性能有關。一般認為，振動頻率是電機空載起飛頻率的一半。這種由步進電機工作原理決定的低頻振動現(xiàn)象對機器的正常運行非常不利。步進電機在低速運行時，應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象，如在電機上加阻尼器或在驅(qū)動器上細分技術等。

交流伺服電機運行非常平穩(wěn)，即使在低速下也沒有振動。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可以彌補機械剛性的不足。此外，系統(tǒng)還具有頻率分析功能(FFT)，可以檢測機械諧振點，方便系統(tǒng)調(diào)整。

3、種不同的矩頻特性

步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小，轉(zhuǎn)速越高轉(zhuǎn)矩急劇減小，其最大工作轉(zhuǎn)速一般為300-600 rpm。交流伺服電機為恒轉(zhuǎn)矩輸出，即在額定轉(zhuǎn)速(一般為2000轉(zhuǎn)/分或3000轉(zhuǎn)/分)范圍內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上輸出恒功率。

4、不同過載能力

步進電機一般沒有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載的能力。最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2 ~ 3倍，可用于克服起動時刻慣性負載的慣性矩。由于步進電機沒有這種過載能力，為了克服這種慣性矩，往往需要選擇轉(zhuǎn)矩較大的電機，而機器在正常運行時并不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，所以存在轉(zhuǎn)矩浪費的現(xiàn)象。

5、不同運行性能

步進電機的控制為開環(huán)控制，當啟動頻率過高或負載過大時容易丟失步進或鎖定轉(zhuǎn)子，電機停止時速度過高時容易超調(diào)。因此，為了保證控制精度，應妥善處理提速和降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。驅(qū)動程序可以直接對電機編碼器的反饋信號進行采樣。內(nèi)部結(jié)構是一個位置回路和一個速度回路。步進電機一般無失步或超調(diào)，控制性能更可靠。

6、種不同的速度響應性能

步進電機從靜止狀態(tài)加速到工作速度(通常為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200-400ms。交流伺服系統(tǒng)具有良好的加速性能。以松下msma400w交流伺服電機為例，從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速3000rpm僅需幾毫秒，可用于需要快速啟動和停止的控制場合。

綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在很多方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合，常采用步進電機作為執(zhí)行電機。因此，在設計控制系統(tǒng)的過程中，應考慮控制要求、成本等因素，選擇合適的控制電機。