在伺服電機和步進(jìn)電機之間進(jìn)行選擇可能是一項艱巨的挑戰，涉及多個(gè)設計因素之間的平衡。成本因素，扭矩，速度，加速度和驅動(dòng)電路都在為您的應用選擇最佳電動(dòng)機方面發(fā)揮作用。

步進(jìn)電機與伺服電機的基本區別

步進(jìn)電機和伺服電機在基本結構和控制方式上有兩個(gè)關(guān)鍵方面的不同。步進(jìn)電機具有大量的磁極，由永磁體或電流產(chǎn)生的北極和南極的磁對，通常為50至100極。相比之下，伺服電機的極數很少，通常總共為4至12。每個(gè)極都為電動(dòng)機軸提供自然的停止點(diǎn)。極數更多，使得步進(jìn)電機可以在每個(gè)極之間精確，精確地移動(dòng)，并且在許多應用中，無(wú)需任何位置反饋，即可操作步進(jìn)電機。伺服電動(dòng)機通常需要一個(gè)位置編碼器來(lái)跟蹤電動(dòng)機軸的位置，特別是在需要精確運動(dòng)的情況下。

將步進(jìn)電機驅動(dòng)到精確位置比驅動(dòng)伺服電機簡(jiǎn)單得多。對于步進(jìn)電機，單個(gè)驅動(dòng)脈沖將使電機軸從一個(gè)極移動(dòng)到下一極。由于給定電動(dòng)機的步長(cháng)固定為一定的旋轉量，因此移動(dòng)到精確位置僅是發(fā)送正確數量的脈沖的問(wèn)題。相反，伺服電機讀取當前編碼器位置與其命令位置之間的差，并調整移動(dòng)到正確位置所需的電流。使用當今的數字電子設備，步進(jìn)電機比伺服電機更易于控制。

步進(jìn)電機優(yōu)勢

步進(jìn)電機與伺服電機相比，具有更多的優(yōu)勢，不僅可以提供更多的極數和更容易的驅動(dòng)控制。步進(jìn)電機的設計可提供恒定的保持轉矩，而無(wú)需為電機供電。低速時(shí)步進(jìn)電機的轉矩大于相同尺寸的伺服電機的轉矩。步進(jìn)電機的最大優(yōu)勢之一是其相對較低的成本和可用性。

伺服優(yōu)勢

對于需要高速和高扭矩的應用，伺服電機會(huì )發(fā)光。步進(jìn)電機的峰值速度約為2,000 RPM，而伺服電機的速度要快許多倍。伺服電機還可以在高速時(shí)保持其扭矩額定值，高速時(shí)伺服系統可提供高達90％的額定扭矩。伺服電機的效率也比步進(jìn)電機更高，效率在80-90％之間。伺服電機可以在短時(shí)間內提供大約兩倍于其額定轉矩的輸出，從而在需要時(shí)提供足夠的容量供用戶(hù)使用。此外，伺服電機安靜，可在交流和直流驅動(dòng)器中使用，并且不會(huì )振動(dòng)或遭受共振問(wèn)題。

步進(jìn)限制

步進(jìn)電機具有所有優(yōu)點(diǎn)，因此有一些限制，根據您的應用，這些限制可能導致重大的實(shí)現和操作問(wèn)題。步進(jìn)電機沒(méi)有任何備用功率。實(shí)際上，步進(jìn)電動(dòng)機在接近其最大驅動(dòng)器速度時(shí)會(huì )損失大量扭矩。在最大速度的90％時(shí)，通常會(huì )損失80％的額定轉矩。步進(jìn)電機在加速負載方面也不如伺服電機。如果在下一個(gè)驅動(dòng)脈沖之前步進(jìn)器無(wú)法產(chǎn)生足夠的扭矩來(lái)移動(dòng)到下一個(gè)步驟的情況下，試圖以太快的速度加速負載，則會(huì )導致跳過(guò)的步驟和位置損失。如果位置精度至關(guān)重要，則電動(dòng)機的負載不得超過(guò)其扭矩，或者步進(jìn)電機必須與位置編碼器結合使用以確保位置精度。步進(jìn)電動(dòng)機還遭受振動(dòng)和共振問(wèn)題。在某些速度下，部分取決于負載動(dòng)態(tài)步進(jìn)電機可能會(huì )進(jìn)入共振狀態(tài)，無(wú)法驅動(dòng)負載。

這會(huì )導致跳步和停轉，過(guò)度振動(dòng)和噪音。

伺服限制

伺服電機能夠提供比步進(jìn)電機更大的功率，但確實(shí)需要更復雜的驅動(dòng)電路和位置反饋才能精確定位。伺服電動(dòng)機也比步進(jìn)電動(dòng)機昂貴得多，并且通常更難找到。伺服電機通常需要齒輪箱，特別是對于低速運行。對齒輪箱和位置編碼器的要求使伺服電動(dòng)機的設計在機械上更加復雜，并增加了系統的維護要求。最重要的是，在增加位置編碼器成本之前，伺服電動(dòng)機比步進(jìn)電動(dòng)機貴。

摘要

選擇最適合您應用的電動(dòng)機取決于系統的一些關(guān)鍵設計標準，包括成本，位置精度要求，扭矩要求，驅動(dòng)器功率可用性和加速度要求。總體而言，伺服電機最適合于高速，高扭矩應用，而步進(jìn)電機更適合于低加速度，高保持扭矩的應用。了解更多電機專(zhuān)業(yè)知識及技巧，可加入電機行業(yè)內qq群136274082，業(yè)內專(zhuān)業(yè)老師傅解答。