步进电机和直流电机的区别

电动机是一种机电能量转换装置，它将电能输入转换为机械能输出，以旋转轴的形式表现出来。

根据电力供应类型和工作方式，电动机分为多种类型，例如直流电机、感应电机、同步电机、步进电机、伺服电机等等。

在本文中，我们将重点介绍步进电机和直流电机的主要区别。但在讨论差异之前，让我们先了解一下步进电机和直流电机的基本知识。

什么是步进电机？

步进电机是一种无刷直流电动机，其转子的完整旋转被分成相等的步数。

步进电机在其定子上包含许多均匀分布的线圈绕组，当供电时，这些绕组充当磁极。步进电机的转子由齿轮状的永磁体对组成。

步进电机配备电子电机控制器，该控制器将电流切换到每个连续的定子绕组，以磁力方式将转子从一个磁极移动到下一个磁极。

从上述讨论可以看出，操作员可以有效地控制转子的旋转，实现精确的步进式旋转运动，因此这些电机被称为步进电机。

步进电机的一大优点是它们可以提供保持力矩，即零速时的正力矩，这使得这些电机适用于各种定位应用，例如机器人技术。然而，步进电机的效率低于普通的直流电机。

步进电机广泛应用于硬盘驱动器、打印机和许多其他控制系统等。

顾名思义，直流电机是一种电动机，它将直流电（DC）形式的电能转换为机械能（轴的旋转）。

直流电机有两种结构：有刷直流电机和无刷直流电机。但是，当我们使用关键词“直流电机”时，通常指的是有刷直流电机。

直流电机由构成磁场系统的定子部分和充当电机电枢的转子部分组成。换向器也安装在转子轴上。换向器段连接到电枢绕组的两端。碳刷用于与换向器和电枢进行电接触。因此，为了启动直流电机，直流电将通过换向器和碳刷流入电枢绕组。

流过电枢绕组的电流产生磁场，该磁场与定子的磁场相互作用，在转子上产生扭矩。由于这个扭矩，转子旋转，在轴上产生输出机械能。

直流电机常用在电子设备、起重机、玩具、电梯和升降机、电动工具以及许多其他设备中。

虽然步进电机也是一种直流电机，但它们之间存在许多差异，如下表所示：

差异依据	步进电机	直流电机
定义	步进电机是一种无刷直流电动机，其轴的完整旋转被分成相等的步数。	直流电机是一种使用直流电产生机械能的电动机。
类型	步进电机是无刷电机。	直流电机可以是有刷或无刷电机。
速度	步进电机的速度较低，约为200至2000转/分。	直流电机的速度范围适中，取决于电机类型。
转矩-速度特性	步进电机在低速时产生最大转矩。随着速度的增加，转矩减小。	直流电机在低速时产生高转矩。
控制机制	步进电机的控制机制需要微控制器。	直流电机的控制机制简单，不需要微控制器等额外设备。
效率	步进电机的效率低。	直流电机的效率高，约为85%。
可靠性	步进电机高度可靠。	直流电机的可靠性中等。
运动	步进电机具有增量运动。	直流电机具有连续运动。
响应	步进电机的响应速度慢。	配备反馈控制的直流电机的响应速度比步进电机快得多。
使用类型	步进电机不适合连续使用，因为长时间通电时会发热。	直流电机设计为可以连续运行而不会出现太大问题。
维护	步进电机不需要经常维护，因为它们没有碳刷。	直流电机需要经常维护碳刷以防止故障。
应用	步进电机用于各种位置控制应用，例如机器人技术、打印机、硬盘驱动器等。	直流电机常用在玩具、计算机、起重机、厨房电器、电梯等中。

这里需要注意的最重要的区别是，步进电机提供增量运动，而直流电机提供连续运动。但是，步进电机和直流电机都是应用广泛的低成本电机。

Saini Manish Kumar

更新于：2022年8月22日

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