张雪峰解析伺服电机VS步进电机选择哪个更合适
导语：步进电机的步距角通常为3.6°、1.8°，五相混合式则为0.72°、0.36°，甚至高性能型号可达更小的角度。伺服电机与步进电机在六个关键方面展现差异：首先，控制精度显著不同；其次，在低频操作中振动问题出现；再者，矩频特性和过载能力存在巨大差距；此外，对于运行性能和速度响应也各有侧重。
一、精确控制对比
两相混合式步进电机一般具有3.6°或1.8°的步距角，而五相混合式则为0.72°或0.36°。一些高端模型如四通公司生产用于慢走丝线切割设备的产品，其最小步距仅为0.09°。德国百格拉公司（BERGERLAHR）制造的一款三相混合式步进电机，其可调节的步距角涵盖了2~4级微调范围，从1.8°至0.036°}不等，使其兼容两相和五相混合类型。此外，一些交流伺服系统，如松下全数字交流伺服驱动器，由于采用四倍变频技术，可实现360/10000=0.036度级别的精细控制。
二、低速振动特性区分
在较低转速时，某些设计可能会引发由工作原理决定的地面振动，这种现象对正常运作极具负面影响。当这种情况发生时，可以通过阻尼技术减轻，如加装阻尼器或者使用细分驱动策略来克制。在静态状态下，即使是高速旋转，也不会产生这些振动问题。交流伺服系统内置共振抑制功能，以应对机械刚性不足，并配备了频率分析工具（FFT），能够检测机械共振点并进行调整以优化系统性能。
三、高效矩输出特征比较
由于输出力矩随着转速增加而降低，并且在较高转速下急剧衰退，因此最高工作速度通常限制在300到600RPM之间。而交流伺服驱动器提供恒力矩输出，即从额定速度2000RPM或3000RPM开始，它们都能提供额定力矩值，而当超出额定速度后，则保持恒功率输出。
四、过载能力评估
尽管如此，不同类型的运动执行器对于承受过载表现出不同的反应。一般来说，有关应用场景所需处理惯性的启动瞬间需要选用具有更强力量传递能力的大型驱动，但是在平常运行过程中未必需要那么大的力量，所以这就导致了能源浪费的问题。换言之，对于无需经常起始重量的大型物体移动需求，比如清洁窗户或者搬运家具，那么选用一个可以承受突发变化的小尺寸但带有充足力量传递能力的小型执行器将是明智选择，因为它能做到既安全又节能。
五、运行效率与稳定性比较
由于开环控制方式导致丢失同步以及堵车问题，当启动速度快或负荷大时会出现丢失同步的情况。此外，当停止时若转速太快容易引发过冲现象，所以要特别注意升降速度管理以维持准确位置记录。而闭环反馈控件系统，如松下的MSMA400W系列交流伺服驱动生成造了一种即使高速加速到3000 RPM只需几毫秒就可以完成从静止加速至最大工作转数（每分钟几百圈）的快速启动，这对于需要快速启停设备非常适合。
综上所述，无论是成本还是实际应用需求，都必须综合考虑各种因素才能选择最佳解决方案。这包括考虑是否需要高度精确控制，以及何种程度上的耐久性和适应性的要求。如果要求不是很严格的话，或许简单且经济实惠的电子继电器就会被使用。不过，如果您的项目涉及复杂操控任务，那么您可能想要投资更加灵活、高效的手段——比如流水线自动化设备中的多轴协同运动。这就是为什么工程师们总是寻找最好的解决方案以满足具体业务需求的一个重要原因之一：因为他们明白，在这个竞争激烈世界里，没有什么是不必要奢侈的地方，只有那些真正增强生产力的投资才值得去付出努力去追求它们。
