伺服电机和步进电机的区别

伺服电机和步进电机都是特殊的电机，可以满足定位应用的基本要求。伺服电机和步进电机将输入的电能转换为电机轴的角速度或运动。但是，它们在工作方式上存在很大差异。

在本文中，我们重点介绍了伺服电机和步进电机之间的所有区别。但在讨论差异之前，让我们先了解一些关于伺服电机和步进电机的基本信息，以便更容易理解它们之间的差异。

什么是伺服电机？

伺服电机是一种执行器（旋转或线性），它允许精确控制角位置、速度和加速度。伺服电机的工作原理是基于伺服机构的原理。

伺服电机涉及一个闭环控制系统，即一个反馈机制，它允许角精度，以便它可以根据施加的电信号产生所需的旋转。基本上，伺服电机由一个电动机和一个用于位置反馈的传感器组成。

施加到伺服电机的电信号可以是模拟信号或数字信号。当电信号输入到伺服电机时，它会产生所需的运动，以将轴定位到与电信号对应的 位置。这里，编码器用作反馈单元，为控制器提供有关速度和位置的信息。因此，伺服电机的速度随施加的电信号成比例地变化。

什么是步进电机？

步进电机是一种无刷直流电动机，它将电机轴的完整旋转分成多个相等步长。步进电机使用开环控制系统，即它没有任何反馈机制。

步进电机的转子通常是永磁转子。当步进电机的定子绕组从外部电源通电时，它会离散地旋转转子。转子的这种旋转是由于定子绕组的磁极和转子的磁极之间的磁相互作用引起的。

因此，在步进电机的情况下，电机定子绕组的电输入产生输出，输出形式为转子的离散角旋转。这种离散旋转以以下方式产生：当定子绕组通电时，电流依次通过绕组，从而使定子磁化。因此，在定子上产生的电磁极以步进方式旋转转子。

步进电机和伺服电机的区别

步进电机和伺服电机都用于相同的应用，即定位。但是，步进电机和伺服电机之间存在许多差异，这些差异列在下表中：

差异依据 伺服电机 步进电机
定义 一种借助伺服机构控制其操作的电动机称为伺服电机。 一种无刷直流电机，它将轴的完整旋转分成多个相等离散步长，称为步进电机。
操作 伺服电机的操作是连续的。 步进电机的操作被分成离散的步骤。
控制系统配置 伺服电机配置在闭环控制系统中。 步进电机具有开环控制系统
反馈机制 伺服电机存在反馈机制。 步进电机不存在反馈机制。
转矩速度特性 伺服电机在高速下产生高转矩。 步进电机在低速下产生高转矩。
适用于波动负载 伺服电机不适用于波动负载。 步进电机也可用于波动负载。
适用于低刚度机构 伺服电机不适用于皮带和滑轮机构等低刚度机构。 步进电机适用于低刚度机构。
振荡 在伺服电机中，在停止位置存在振荡。 在步进电机中，在停止位置不存在振荡。
设计 伺服电机具有相对复杂的设计。 步进电机设计更简单。
功耗 伺服电机需要相对较少的功率。 步进电机消耗相对较多的功率。
效率 伺服电机的效率相对较高。 步进电机的效率相对较低。
噪音 伺服电机的噪音相对较低。 步进电机产生高噪音。
工作速度 伺服电机具有较高的工作速度。 步进电机的运行速度较低。
可靠性 伺服电机的可靠性相对较低。 步进电机的可靠性高于伺服电机。
对转动惯量的耐受性 伺服电机对转动惯量的耐受性低。 步进电机对转动惯量的耐受性高。
使用寿命 伺服电机的使用寿命较短。 步进电机的使用寿命更长。
易因过载而损坏 伺服电机更容易因过载而损坏。 步进电机不易因过载而损坏。
响应速度 伺服电机的响应速度较慢。 步进电机的响应速度较快。
同步操作 伺服电机的同步操作相对困难。 步进电机的同步操作更容易。
需要调整和增益调整 伺服电机需要调整和增益调整。 步进电机不需要调整和增益调整。
成本 伺服电机的成本较高。 步进电机的成本相对较低。
应用 伺服电机广泛应用于遥控设备、机器人、天线定位系统、工业自动化、相机等。 步进电机用于 3D 打印机、焊接机、纺织机械、医疗设备等。

结论

从以上比较可以看出，伺服电机的运行效率高于步进电机。这是因为伺服电机使用闭环控制系统配置来提高其定位精度和角位移。

更新于：2022年8月22日

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