机电一体化说白了是做什么事的伺服电机VS步进电机驱动效率大比拼
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°，而高端型号可能更具细微差别。伺服电机与步进电机在六个关键方面展现出显著差异。
一、控制精度对比
两相混合式步进电机的步距角通常在3.6°和1.8°之间，而五相混合式则更加精细，以至于一些高性能型号可达0.09°。德国百格拉公司生产的三相混合式步进电机能够通过拨码开关设置多种不同的步距角，从1.8°到0.036°}不等。这使得其兼容了两相和五相混合式的各种应用需求。而交流伺服电机会依赖轴后端旋转编码器来保证其控制精度。例如松下的全数字交流伺服系统配备2500线编码器，其脉冲当量仅需360/10000=0.036°；对于带17位编码器的版本，每接收217个脉冲即可完成一个完整圈，因此其脉冲当量为9秒，这远低于任何单一步距角值，即使是最小值也无法达到。
二、低频特性比较
尽管如此，随着负载增加或工作速度降低，步进电机容易出现振动问题，这些振动往往与空载起跳频率的一半相关。在解决这些振动时，可采用阻尼技术，比如安装阻尼器或使用细分技术。而交流伺服系统提供了共振抑制功能，可以有效克服机械刚性不足，并利用内置频率解析仪（FFT）来检测机械共振点，以便进行必要调整。
三、矩频特性的不同表现
由于输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时急剧下降，所以最高工作转速一般限制在300-600RPM范围内。此外，由于没有恒力矩输出功能，在需要额外力矩支持的情况下，如启动惯性负载时，需要选用大功率驱动，但这会导致实际操作中存在力矩浪费的问题。反观交流伺服系统，它们具有恒力矩输出能力，即从2000RPM到3000RPM范围内都能稳定输出额定转矩，并且超过此范围仍能保持恒功率状态。
四、过载能力对比分析
另外，由于缺乏过载保护功能，一旦超出设计标准，将会损害设备寿命甚至造成故障。而交流伺服系统，则具备强大的过载保护能力，如松下的MSMA400W系列可以承受额定转矩以上三倍的瞬间峰值负荷，对抗惯性启动过程中的巨大力量需求，无需事先预留大量额外功率储备。
五、高级运行性能比较
除了上述区别之外，不同类型驱动还影响了它们各自所需处理升降速度问题的情况。当涉及高速加速或快速停止时，如果未适当平滑处理，都有可能引发丢失同步或者过冲现象。然而闭环控制架构让交流伺服系统能够避免这些风险，同时实现更为灵活和准确的地面运动控制。
六、速度响应时间对比评估
最后，在加速过程中，从静止到工作状态所需时间也不同。一款典型的双向流体变换器可以将从静止加速至3000RPM所需时间缩短至几毫秒，而传统步进驱动则需要数百毫秒才能达到相同效果。在某些要求快速启停场合，如自动化生产线或智能家居设备等领域，这种优势尤为明显。
综上所述，无论是在精度还是效率上，虽然有些情况下仍然会选择使用传统的减少复杂性的简单并行串联结构，但现代工业已经越来越倾向于采用更先进、高效和灵活性的交流伺服技术。但总结来说，在选择合适驱动方案时，我们应该综合考虑成本效益以及具体应用环境中的需求条件以做出最佳决策。
