伺服电机与步进电机的区别

发布时间：

2025-08-05

步进电机和伺服电机是两种用于低速高转矩输出环境的精密电机。它们在控制方式上非常相似(都是方向信号和脉冲串控制)，但在性能和应用上有很大的区别。今天我就简单介绍一下两者的区别。

1.不同的控制精度:

混合式步进电机的步距角一般为0.72°、0.36°(五相步进电机)、3.6°、1.8°(两相步进电机)。伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器控制。伺服电机驱动器一般采用四倍频技术，其脉冲当量为360/10000 = 0.036。对于17位编码器的电机，驱动器每接收217=131072个脉冲，电机旋转一周，即脉冲当量为360/131072 = 9.89秒。它是步距角为1.8°的步进电机脉冲当量的1/655。

2.不同的低频特性:

很多客户都会遇到这个问题。步进电机在低速运行时容易产生强烈的振动。这种低频振动的现象，是由步进电机的工作原理决定的，不利于机器的正常运行。当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，如在电机上增加阻尼器或在驱动器上采用细分技术来消除或缓解这一问题。伺服电机运行更加平稳，即使在低速时也很少或没有震动。

3.不同速度响应性能

步进电机(也分为微减速电机和电机电机)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。交流伺服系统具有良好的加速性能，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于需要快速启停的控制场合。

闭环 vs 开环控制

伺服电机：核心优势在于闭环系统。电机内置编码器实时反馈位置/速度信息给驱动器，驱动器对比目标值与实际值，动态调整电流输出消除误差。这使其能精准跟踪复杂运动轨迹，且抗干扰能力强。

步进电机：工作在开环模式。驱动器接收脉冲信号（脉冲数=步数，频率=转速），但无法检测电机是否真正到达目标位置。过载或加速过快时易发生“丢步”（电机未跟上指令），导致累积误差。

性能差异

高速与过载能力：伺服电机在高速（>2000 RPM）下仍能保持额定扭矩，且可短时提供2-3倍过载扭矩应对突发负载。步进电机扭矩随转速升高急剧下降，高速性能弱，且无过载能力。

精度与平滑性：伺服依赖高分辨率编码器（如17位=131072步/圈），可实现微米级定位，运行平滑无振动。步进电机精度由步距角决定（常见1.8°/步=200步/圈），细分驱动可提高分辨率但本质仍是开环。

应用场景选择

选伺服电机：需要高速、高精度、高动态响应的场景。如：

工业机器人关节（快速精准轨迹跟踪）

CNC机床主轴（高速切削，负载变化大）

卫星天线跟踪（快速响应，抗风扰）

选步进电机：成本敏感、中低速、负载稳定的应用。如：

3D打印机（低速层叠，成本优先）

自动化仪表指针（固定角度旋转）

小型输送带（匀速轻载传输）

通过上面的对比，我们可以看出伺服电机的性能确实比步进电机更加出众，但是电机的选择还得根据我们的实际需求和对成本的考虑来决定，可以说两者各有特点。