交、直流电机与控制电机
& & & &&泛指和。
& & & &&是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。
& & & &&也俗称马达，&在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。
& & & &&在电路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能…等推动发电机转子来发电。
电动机按照发热情况划分为三种工作方式：
连续工作方式（需要长时间工作，温升可达稳定温升）、
短时工作方式（相对停歇时间较长。工作时达不到稳定温升；停止时降到环境温升）、
周期性工作方式（断续工作制。工作时达不到稳定温升；停止时降不到环境温升）。
电动机的温升是指电动机在额定运行状态下，定子绕组的温度高出环境温度的数值（环境温度规定为35℃或40℃以下，如果铭牌上未标出具体数值，则为40℃）。
& &电动机的主要技术参数
&1．直流电动机的额定参数（铭牌上的数据）有：
&① 额定功率 Pn
&② 额定电压 Un
&③ 额定电流 In
&④ 额定转速 n (r/min)
&⑤ 励磁方式和额定励磁电流 Ifn (A)
&⑥ 额定励磁电压 Ufn (V)&
& &推导参数：
额定转矩(N·m) = 9550 * Pn / n
& &在额定状态（各个参数与额定值相同）下工作，电动机可靠地工作，并具有良好的性能。
& &如果长期运行在电流低于额定电流的状态（欠载），则运行效率不高，浪费能量；
& &如果长期运行在电流超过额定电流的状态（过载），可能会因过热而烧坏电动机。
&2．交流电动机的额定参数（铭牌上的数据）有：
& & &① 额定功率 P
& & &② 额定电压 U
& & &③ 额定电流 I
& & &④ 额定转速 n
& & &⑤ 额定频率 f
& & &⑥ 额定功率因素
& & &⑦ 绝缘等级与温升
& & &⑧
定子的接线方法（星形/三角形） & &
&推导参数：
额定转矩(N·m) = 9550 * P / n &
&同步转速：n0&= 60f/p
（p为磁极对数）
&额定效率：
&&电机的分类
& 1．按工作电源种类划分：可分为&和。
& 1.1&按结构及工作原理可划分：和有刷直流电动机。
1.1.1&有刷直流电动机可划分：和电磁直流电动机。
1.1.1.1&电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
&（他励直流电动机的低速调速特性优于三相异步电动机）
1.1.1.2&永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
其中交流电机还可分：和机。
　　2．按结构和工作原理划分：可分为&直流电动机、交流电动机（同步电动机、异步电动机）。
&　&2.1&同步电动机（负载变化时转速恒定不变）：、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
&　&2.2&异步电动机：（&鼠笼式、绕线式）和（恒转矩交流调速电动机）。
&2.2.1&感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机…等。
&&2.2.2&交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
　　3．按转子的结构划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）、绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。绕线式三相交流电动机和直流电动机一样，其启动转矩大。
　　4．按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
　　5．按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机。
&　&5.1&驱动用电动机划分：
& &&（如：钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔…等工具）用电动机、
&&（如：、电风扇、电冰箱、空调器、、录像机、影碟机、吸尘器、
& 照相机、、电动剃须刀…等）用电动机、
&&其它通用小型机械设备（如：各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
　 &　&5.2&控制用电动机又划分为：步进电动机和伺服电动机…等。
　　6．按运转速度划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
&&低速电动机又分为齿轮、电磁减速电动机、和爪极同步电动机等。
&&调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM电动机和开关磁阻调速电动机。
&&采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速，使机械自动化程度和生产效率大为提高设备小型化、增加舒适性，目前正取代传统的机械调速和直流调速方案。
&&异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。
&&同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。&
&&专用电动机是电动机的一类，它是针对特定的行业特点而设计使用的。常见的专用电动机有：家电用电机、泵用电机、车用电机、工缝用电机、风机用电机、空调用电机、纺织用电机、风扇用电机、电梯用电机、抽油烟机用电机、机械设备用电机、洗衣机用电机…等。&&
&&的五种励磁方式
&&按方式分为：、他励和自励，其中的自励又可分为：并励、串励和复励。合为五种。
& &1．永磁直流电机（permanent-magnet
direct current motor）&
&&&即利用建立励磁磁场的直流电动机。这种电动机因没有另设的励磁系统，因而体积小，重量轻，结构简单且效率高。绝大多数微型直流电动机都是永磁的。
&&&的起动和运行特性与他励、并励直流电动机基本相同。在结构上除定子部分没有励磁绕组外，其电枢、电刷、换向器…等零部件均与电流励磁式直流电机相同。
&&&一般可分为永磁有刷直流电动机和永磁两类。也可根据的不同分为：铁氧体永磁直流电动机、铝镍钴永磁直流电动机或稀土永磁直流电动机。
&&&永磁是由一块或多块建立磁场的直流电动机，其性能与恒定励磁电流的他励直流电动机相似，可以由改变电枢电压来方便地调速。与他励式直流电动机相比，具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少…等优点，是小功率直流电动机的主要类型。
&随着时代的发展，的应用会更多，原先用交流电机的许多场合均被所替代。特别是出现永磁无刷电机后，的生产数量在不断地上升。
&2．他励直流电机
&&励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如下图（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
& &3．并励直流电机
&&并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如下图（b）所示。作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
& &4．串励直流电机
&&串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如下图（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
& &5．复励直流电机
&&复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如下图（d）所示。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
&&不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
&直流串励电机四个接线柱的接线方法:
& & 无刷直流电动机的八大特性及运用：
&&是电动机技巧和电子技巧联合的机电一体化新型微电机。它是一种最有前程的电动机。无刷直流电动机的重要特性是具备与普通有刷直流电流电动机类似的机械特性以及必需有电子换向电路。因为无刷直流电动机彻底取缔了机械换向器和电刷，而又具备传统直流电动机雷同的线性机械特性，调速规模宽，起能源矩大，效力高级长处，又具备如下特性：&
⑴高牢靠性、长命命，任务时限重要抉择于轴承及光滑，高性能电动机的运用寿命可达数万小时。
& & ⑵不用常常保护。
⑶无电气接触火花，平安、防爆性好，无线电搅扰小。
& & ⑷机械噪声低。
&&⑸可任务于高真空，有侵蚀性气体介质和液体介质环境中，例如宇航装备。
⑹可任务于高速或超高速。已有100000r/min产品。
⑺采取（inside-out）构造，绕组在定子上，易于散热，转子采取永磁体励磁，无通电绕组，简直无损耗和发热。
⑻与电子电路联合，有更大的运用灵巧性。例如：运用小功率逻辑掌握信号可掌握电动机的起停，正反转或调理转速，适于数字掌握，易于与微机接口。正因为此，无刷直流电动机在工业和家用及国防…等范畴取得了普遍的运用。在航空航天范畴，因为高真空，无刷直流电动机的优势是最显著的。如：宇宙飞船中用的各种泵，运用了许多无刷电动机、微型直流减速电机。
&直流电动机与交流电动机的比较&
& & &1、使用的电源不同，需供给，需交流供电。
& & &2、性能不同：
直流电机 ① 调速方便、易于平滑调速、调速范围大；
② 启动、制动、过载转矩大、起动平稳且小；
③ 控制技术简单成熟，可靠性高，可线路控制调速及运行特性，
可用于自动化控制领域。
交流电机 ① 专用分类多；
② 起动大，结构简单易于制造；
③ 使用方便简单，维护方便简单，运用广泛。
直流电动机能实现经济的、平滑的调速特性。而交流电动机需要借助变频器、电磁调节器…等其它部件才能实现这一功能。&
& & &3、的价格要贵出一点，主要是因为其必须有结构复杂的“换向器”来实现交直流的转换。这也一定程度上增加了直流电机的制造成本。
& & &4、对交流发电机来讲，它可以实现“直接”的能量回馈给电网（但必须保证4个条件：电压幅值相同，相位相同，相序相同，频率相同）；但直流发电机的电能就需要进行逆变（把交流电转换为直流电的过程称整流，把直流电转换为交流电的过程称逆变），才能反馈到电网上。所以它还需要增加大功率的逆变器。
& & &5、 三相绕线式交流电动机和直流电动机的启动力矩大、制动力矩也大，适用于启动或制动频繁的场合。
& & &6、 异步电动机会使电网的功率因素下降，同步电动机则会改善功率因素。而变频器和直流电源会对电网产生调频调波干扰，这样可能会导致其它的控制设备无法工作。&
&& & & && & & & &
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直流电机具有良好的启动特性和调速特性。因此，在调速性能要求较高的大型设备，比如轧钢机上都采用直流电动机拖动。但它存在着直流换向问题，结构复杂，维护检修不方便，而且消耗有色金属多。
一、直流电机的优点
& 1.直流电机具有良好的启动特性和调速特性
&&2.直流电机的转矩比较大&
&&3.维修比较便宜。
&&4.直流电机的直流相对于交流比较节能环保。
& &&二、直流电机的缺点
&&1.直流电机制造比较贵
&&2.有碳刷（无刷直流电机更贵）
& &&三、交流电机的优点
&&1.交流电机 制造比较便宜。
&&2.矢量变频技术的发展，已经可以用变频电机模拟成直流电
&&3.相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低、节能和提高生产力。
& &&四、交流电机的缺点
&&1.交流电机的启动性和调速性较差&
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&&鼠笼型异步电机与绕线型异步电机的区别：
& & & & & &鼠笼式异步电机转子的回路电阻固定。通电后，转矩随转速上升而增大。一般用于空载或轻载启动，负载随转速的增加而增加的设备上。鼠笼异步电动机的起动比较简单，但是启动转矩比较小，启动电流大，一般用于不需要调速的地方，或无特殊调速要求的生产机械，如：功率不是很大的通风机、小型机床…等。
& & & & & &绕线式异步电机则可以通过转子上的滑环外接电阻器来改变转子回路电阻，从而增大启动转距。在不同的转速接不同的电阻来获得最大的扭矩。通常用在需要全负荷启动的设备。也用于频繁启动的设备。有S1、S2、S3…等不同暂载率。绕线式异步电动机起动电路较复杂，但是启动转矩大，起动电流小，调速性能较好，一般用于需要调速的地方。对于某些要求起动性能好，在不大的范围内平滑调速的设备，如：起重机、卷扬机…等场合一般使用绕线式异步电机。
短时运行的交流，可以容许过载，且工作时间越短，允许过载的量也越大。但过载量也不能无限加大，必须小于交流的最大转矩。
对这类交流变频电机容量的选择，可根据以下公式来考虑：
过载系数λ＝最大转矩／额定转矩
所需要交流的容量应 ≥ 生产机械系统所需的功率／λ。
选择交流的容量，一般不能超过供电变压器容量的1/3。
目前，有专门用于重复短时运行的交流异步系列。
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& & & &&高压电动机
& & &是指额定电压在1000V 以上电动机。经常使用的是6000V 和10000V 电压，由于国外的电网不同，也有3300V 和6600V 的电压等级。
& & &由于电机的功率与电压和电流的乘积成正比，因此在功率增大到一定程度（如：300KW/380V）时，电流受到导线允许电流通过能力的限制就难以做大，或成本过高。需要通过提高电压的方式实现大功率的输出。因此而生，其优点是功率大，承受冲击能力强；缺点是惯性大，启动和制动都困难。
& & & &&可用于驱动各种不同的机械之用。如：压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其它设备，供矿山、机械工业、石油化工工业、发电机…等各种工业领域用作。
& & & &&用以驱动鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机的电动机应在订货时注明用途及技术要求，采用特殊的设计以保障可靠地运行。
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& & & &&力矩电动机（Torque motor，又叫：扭矩电动机）：
& &&无需齿轮减速就能直接驱动负载，可以连续工作在低速或堵转状态，是一种以输出转矩为主要特征的——低速大扭矩的伺服电动机。
& &&是一种具有软机械特性和宽调速范围的，具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小…等特点。力矩电动机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。
& & & &还可根据其多种特点灵活地应用：可部分代替直流电机使用，可应用在启闭闸（阀）门以及阻力矩大的拖动系统中，还可以使用于频繁正、反转的装置或其他类似动作的各种机械上。另外，力矩电动机直接驱动是实现高速高精度旋转运动的最佳选择，如：五轴龙门铣摆头、 卧式工中心转台、齿轮磨床、叶片磨床摆动轴、 曲线磨床头架、万能磨床砂轮架转位…等。
& &&包括：直流力矩电机、无刷直流力矩电机、交流力矩电机。它广泛应用于机械制造、纺织、造纸、橡胶、塑料、金属线材和电线电缆…等工业中。&
& &&的机械特性很软，当负载增加时，电机的转速降低，输出力矩增加，而输出力矩是正比于电压的平方。如果负载固定，则电机的转速将随电压变化而变化，如图五所示。因此在负载恒定的装置上，只要通过调压装置改变电机的输入电压，就能获得任一的转速。但是，低速运行时，其效率极低，不利于长期低速运行。&
& & & &堵转&
& & & &在某些特殊场合中，有时要求电机在一段时间内保持一静止的力矩，如电缆收卷起始阶段须保持张紧；大型锻压机的锻件夹持装置等。由于力矩电机的阻抗较大；其堵转电流较小，同时采用了强迫通风，所以能满足一定时间内的堵转要求。允许堵转时间应按铭牌上标定值，如需较长的堵转时间，可选用较大的力矩电机，通过降低力矩电机的端电压来获得。&
& & & &其它&
& & & &力矩电机还可根据其多种特点灵活应用，如本身具有直流串励电机特性，可部分代替直流电机使用；又如根据其转子具有高电阻特性，起动（堵转）转矩大，故可应用在启闭闸（阀）门以及阻力矩大的拖动系统中；也可利用其起动（堵转）转矩大，起动（堵转）电流小，实心转子的机械强度高的特点，而使用于频繁正、反转的装置或其他类似动作的各种机械上。& &&
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& 控制电机的主要作用是用来完成信息的传递与交换，其重点不在进行能量转换。
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& &&&（servo motor ）又叫执行电动机，或叫控制电动机。在自动控制系统中，伺服电动机是一个执行元件，它的作用是把信号（控制电压或相位）变换成机械位移，也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。其容量一般在0.1～1000W。
& &&&有直流和交流之分。
& & 直流伺服电机和交流伺服电机的比较：
& &&1、直流伺服电机：
&&& 输入或输出为直流电能的旋转电机。它的模拟调速系统一般是由2个闭环构成的，既速度闭环和电流闭环，为使二者能够相互协调、发挥作用，在系统中设置了2个调节器，分别调节转速和电流。2个反馈闭环在结构上采用一环套一环的嵌套结构，这就是所谓的双闭环调速系统，它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点，因而得到广泛地应用。通常是由模拟运放构成PI或PID电路；信号调理主要是对反馈信号进行滤波、放大。考虑到直流电机的数学模型，模拟调速系统动态传递函数关系在模拟调速系统的调试过程中，因电机的参数或负载的机械特性与理论值有较大差异，往往需要频繁更换R，C等元件来改变电路参数，以获得预期的动态性能指标，这样做起来非常麻烦，如果采用可编程模拟器件构成调节器电路，系统参数如增益、带宽甚至电路结构都可以通过软件进行修改，调试起来就非常方便了。
&&& 直流伺服电机分为有刷和无刷电机，有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），会产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以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，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
&&& 直流伺服电机可应用在火花机，机器手，精确的机器等，同时可加配减速箱，令机器设备带来可靠的准确性及高扭力。
&&& 2、交流伺服电机：
&&& 输入或输出为交流电能的旋转电机。交流电动机分定子绕组和转子导体.转子导体形状像鼠笼导体与导体之间用硅钢片，有的交流电动机转子也有绕组。交流伺服电机转子是高阻抗的金属合金制成的，定子上的线圈有两组，分励磁线圈和力矩线圈，励磁线圈以固定的频率给转子励磁，力矩线圈负责提供转动的力矩，这两组线圈都在驱动器的带动下工作。自带的叫：旋转编码器，精度是：分度数（转动一周发出的脉冲数）。
&&& 交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机（感应电机）。目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
&&& 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
& &&作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。 同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
&&& 异步电机负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必须从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。
&&& 到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。
&&& 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。
& & 交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：
& & & & ⑴ 无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。&
& & & & ⑵ 定子绕组散热比较方便。&
& & & & ⑶ 惯量小，易于提高系统的快速性。&
& & & & ⑷ 适应于高速大力矩工作状态。&
& & & & ⑸ 同功率下有较小的体积和重量&
& & & &&两相交流伺服电动机和直流伺服电动机在自动控制系统中都被广泛使用，下面就对这两类电机进行简单的比较。&
& & & &一、机械特性和调节特性&
& & & 直流伺服电动机的机械特性和调节特性均为线性关系，且在不同的电压下，机械特性曲线相互平行，斜率不变。两相交流伺服电动机的机械特性和调节特性均为非线性关系，且在不同的控制电压下，理想线性机械特性也不是相互平行的。机械特性和调节特性的非线性都将直接影响系统的动态精度。一般来说特性的非线性度越大，系统的动态精度越低。&
& & & &二、体积、重量和效率&
& & & &为了满足控制系统对电机性能的要求，转子电阻就得相当大。当输出功率相同时，两相交流伺服电动机要比直流伺服电动机的体积大、重量重、效率低。所以两相伺服电动机只适用于小功率系统，而对于功率较大的控制系统，则普遍采用直流伺服电动机。
& & & &三、 动态响应&
& & & &电动机的动态响应的快速性常常以机电时间常数来衡量。直流伺服电动机的转子上带有电枢绕组和换向器，因此它的转动惯量要比两相伺服电动机大些。若量电机的空载转速相同，则直流伺服电动机的堵转转矩要比两相伺服电动机大得多。这样，综合比较来看，它们的机电时间常数就较为接近。在带负载时，若电动机所带负载的转动惯量较大，这时两种电机系统的总惯量（即负载的转动惯量与电机的转动惯量之和）就相差不太多，可能出现直流电机系统的机电时间常数反而比交流电机系统的机电时间常数为小的情况。&
& & & &四、自转现象、
& & & &对于两相交流伺服电动机，若参数选择不适当，或制造工艺上有缺陷，都会使电动机在单相状态下产生“自转”现象，而直流伺服电动机却无“自转”现象。
& & & &五、电刷和换向器的滑动接触&
& & & &直流伺服电动机由于有电刷和换向器，因而结构复杂、制造麻烦。因电刷与换向器之间存在滑动接触，电刷的接触电阻也不稳定，这些都会一想到电机运行的稳定性。另外，直流伺服电动机还存在因换向器所引起的天线通讯干扰，又容易出现火花，给运行和维护带来困难。&
& & & &两相交流伺服电动机结构简单，运行可靠，维护方便，适宜在不易检修的场合使用。&
& & & &六、放大器装置&
& & & &直流伺服电动机的控制绕组通常是由直流放大器供电，而直流放大器有零点漂移现象，这将影响系统工作的精度和稳定性。此外直流放大器的体积和重量要比交流放大器大，这是直流伺服系统存在的缺点。
& & 步进电机和交流伺服电机的性能比较：
& & & &步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。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式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。&
　　一、控制精度不同&
　　两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。&
　　交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。&
　　二、低频特性不同&
　　步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。&
　　交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。&
　　三、矩频特性不同&
　　步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。&
　　四、过载能力不同&
　　步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。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。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。&
　　五、运行性能不同&
　　步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。&
　　六、速度响应性能不同&
　　步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。&
　　综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
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