如何正确选择伺服电机和步进电机？步进电机和伺服电机哪个好

本文就步进电机和伺服电机从以下几点进行比较叙述：

1、结构上

　　步进电机采用步进方式转动，利用磁线圈逐步拉动一个磁体，使其从一个位置到达下一个位置。要使电机在任何方向移动100个位置，电路都需要对电机进行100次步进操作。步进电机利用脉冲实现递增运动，可以在不使用任何反馈传感器的情况下实现精确定位。

　　伺服电机的运动方法是不同的。它在磁转子上连接一个位置传感器– 即编码器 – 会持续检测电机的准确位置。伺服会监控电机实际位置和指令位置之间的差异，并对电流进行相应的调整。这种闭环系统可以使电机保持在正确的运动状态。
2.简便性和成本

　　步进电机不仅比伺服电机成本低，而且调试和维护都更加简单。步进电机在静止状态是稳定的，并能保持位置(即使是采用动态负载)。不过，如果某些应用场合有更高的性能要求，则必须采用更昂贵、更复杂的伺服电机。

3.定 位

　　在需要随时了解机器准确位置的应用中，步进电机和伺服电机有重要差别。在通过步进电机控制的开环运动应用中，控制系统认为电机始终处于正确的运动状态。不过，在遇到问题以后，比如因为部件卡住而导致电机失速，控制器就无法了解机器的实际位置，从而导致失位。伺服电机本身的闭环系统具有一个优势：如果其被一个物体卡住，会立刻检测到。机器会停止操作，始终不会失位。

4.速度和转矩

　　步进电机和伺服电机的性能差异源自他们不同的电机设计方案。步进电机的极数比伺服电机多得多，因此步进电机旋转一整圈，所需的绕组电流交换次数要多得多，从而导致在速度增加的情况下，其转矩迅速下降。另外，如果达到了最大转矩，步进电机可能会失去速度同步化功能。出于这些原因，在大部分高速应用中，伺服电机都是首选方案。与此相反，步进电机较多的极数在低速状态下具有优势，因为此时步进电机与同等尺寸的伺服电机相比具有转矩优势。

5.热和能耗

　　开环步进电机采用固定电流，并会散发大量热量。闭环控制只提供速度环路所需的电流，因此避免了电机发热问题。

　　终上所述：　伺服控制系统最适合涉及到动态负载变化的高速应用，比如机械臂。步进控制系统则更适合需要低到中加速度和高保持转矩的应用，比如3D打印机、传送带、副轴等。因为步进电机成本更低，所以在使用之后，可以降低自动化系统的成本。运动控制系统如果需要利用伺服电机的特性，就必须证明这些成本较高的电机物有所值。

 

　伺服电机对比步进电机的优势

　　1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；

　　2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；

　　3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用；

　　4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合；

　　5、及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内；

　　6、舒适性：发热和噪音明显降低。

 

　电机的选用原则

　　1、从成本考虑传统电机〈步进电机〈伺服电机

　　2、从电机转速要求考虑传统电机转速范围宽但调速不精确且不平滑，并且随转速降低功率也会降低，随之带来的是转矩降低；步进电机对转速要求更加苛刻，转速过低时会出现抖动和爬行现象，速度高时扭矩会大幅度降低，所以步进电机仅适用于中速运行情况。伺服电机在转速方面优势很明显，基本没有明显的弱点。

　　3、从控制精度考虑传统电机因为是模拟量控制所以精度无法保证，步进电机和伺服电机是数字信号控制其精度要远高于传统电机，但是伺服电机自带编码器实现内闭环控制能有效的减少掉步的情况，并且通常情况下伺服电机步距角要远小于步进电机因此精度更高。

 

　　如何正确选择伺服电机和步进电机

　　主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。