在當(dāng)今的工業(yè)市場(chǎng)中，為應(yīng)用選擇合適的電機(jī)可能非常困難且令人困惑。有多種電機(jī)可供選擇：感應(yīng)電機(jī)、同步磁阻電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。除所有電機(jī)選項(xiàng)外，每個(gè)選項(xiàng)的信息通常要么過于基礎(chǔ)，要么過于技術(shù)性，無法提供幫助。本文在這里說明步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)之間的區(qū)別以及何時(shí)適合使用每種技術(shù)。
一、什么是步進(jìn)電機(jī)？
步進(jìn)電機(jī)是無刷直流電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)旨在每轉(zhuǎn)提供一定數(shù)量的定義步數(shù)。例如，200步/轉(zhuǎn)電機(jī)將提供1.8/脈沖（360/200脈沖）的位置分辨率。步進(jìn)控制器每給電機(jī)一個(gè)脈沖，它就會(huì)根據(jù)接收到的脈沖數(shù)向前或向后移動(dòng)。在我們的步進(jìn)器示例中，100個(gè)脈沖將使電機(jī)旋轉(zhuǎn)180。
1、優(yōu)勢(shì)-
步進(jìn)電機(jī)可以提供開環(huán)定位，與不能提供定位的開環(huán)感應(yīng)電機(jī)相比，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)不包括任何反饋以降低步進(jìn)和控制解決方案的總成本。它們的低成本是它們被廣泛使用的一個(gè)重要原因。
工業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是步進(jìn)電機(jī)可以與直流供電的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器一起運(yùn)行。它們不需要具有230/460VAC輸入的大型逆變器，也不需要笨重的保險(xiǎn)絲和接線。這對(duì)于多軸應(yīng)用非常重要。
2、缺點(diǎn)-
步進(jìn)器可能會(huì)失去它的位置。如果步進(jìn)電機(jī)沒有提供足夠的扭矩來移動(dòng)軸和負(fù)載，就會(huì)發(fā)生這種情況。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的速度太快而無法在每一步鎖定時(shí)也可能發(fā)生這種情況。此外，如果負(fù)載的慣性導(dǎo)致其在停止時(shí)超出預(yù)期步長(zhǎng)，則可能會(huì)發(fā)生這種情況。如果步進(jìn)器的位置精度很關(guān)鍵，一些電機(jī)會(huì)添加反饋，如增量編碼器。反饋將識(shí)別實(shí)際軸位置是否偏離預(yù)期位置，并可根據(jù)需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行修正。負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過步進(jìn)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩時(shí)除外。在這種情況下，電機(jī)將停止并且無法自行糾正。
當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，步進(jìn)器不會(huì)保持任何已知位置。因此，他們需要在每次上電時(shí)完成歸位程序。當(dāng)您在家中打開打印機(jī)時(shí)，您可以看到這一點(diǎn)。您將看到電機(jī)完成其重置到已知啟動(dòng)位置的例行程序。
總之，步進(jìn)電機(jī)非常適合各種行業(yè)和低功率應(yīng)用，包括3D打印機(jī)、可調(diào)傳送帶和小型計(jì)量泵。
二、什么是伺服電機(jī)？
伺服電機(jī)雖然只指由反饋控制的電機(jī)，但在自動(dòng)化領(lǐng)域，專指交流永磁同步電機(jī)是公認(rèn)的。這些電機(jī)的定子與感應(yīng)電機(jī)的定子相似，但它們的轉(zhuǎn)子由稀土磁鐵制成。這消除了感應(yīng)電機(jī)中的滑差，并允許伺服電機(jī)以頻率和極數(shù)定義的同步速度運(yùn)行（rpm=120*極數(shù)頻率）。
1、優(yōu)勢(shì)-
AC伺服電機(jī)使用稀土永磁，因此它們提供一流的扭矩密度。這是必須快速加速和減速的非常動(dòng)態(tài)的電機(jī)應(yīng)用的首選。伺服電機(jī)包括某種反饋，無論是旋轉(zhuǎn)變壓器還是編碼器。軸反饋至關(guān)重要，因?yàn)樗糜谒欧刂破髦幸钥刂妻D(zhuǎn)子位置和扭矩。
與步進(jìn)電機(jī)不同，伺服電機(jī)可以在其速度范圍內(nèi)提供瞬時(shí)峰值扭矩。伺服電機(jī)的峰值扭矩在某些應(yīng)用中非常重要，可以優(yōu)化電機(jī)選擇。此外，與步進(jìn)電機(jī)相比，交流伺服電機(jī)的運(yùn)行速度要高得多。
涉及功能安全和處理關(guān)鍵或昂貴產(chǎn)品（如半導(dǎo)體機(jī)器）的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用應(yīng)使用帶反饋的伺服電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)/控制器的低成本優(yōu)勢(shì)并不能證明受傷或產(chǎn)品故障的風(fēng)險(xiǎn)是合理的。其最佳用途的常見示例是包裝機(jī)、材料處理、機(jī)器人技術(shù)等。
2、缺點(diǎn)-
與步進(jìn)電機(jī)相比，伺服電機(jī)的主要缺點(diǎn)是電機(jī)和控制它的相關(guān)驅(qū)動(dòng)器的成本。對(duì)于低功率應(yīng)用（例如500W及以下）尤其如此。如果應(yīng)用不需要伺服電機(jī)提供的高精度和高扭矩過載，那么步進(jìn)電機(jī)可能是更好的選擇。
伺服電機(jī)非常適用于一系列行業(yè)和應(yīng)用，為包裝機(jī)、金屬切割和成型機(jī)以及機(jī)器人輸送系統(tǒng)提供動(dòng)力。
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