伺服電機和步進電機具有相似的結(jié)構(gòu)，并具有相同的基本工作原理。兩種電機類型都包含一個帶永磁體的轉(zhuǎn)子和一個帶有線圈繞組的定子......兩者都是通過給定子繞組通電或施加直流電壓來操作的。然后，這會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子移動。然而，這是伺服電機和步進電機之間的相似性結(jié)束的地方。
步進電機的驅(qū)動方法
步進電機有50到100個極，是兩相裝置。
相比之下，伺服電機有4到12極，是三相裝置。
更重要的是，步進電機驅(qū)動器產(chǎn)生的正弦波的頻率隨速度而變化......但幅度是恒定的。
另一方面，伺服驅(qū)動器產(chǎn)生具有可變頻率和幅度的正弦波 - 允許它們控制速度和扭矩。
步進電機的控制方法
傳統(tǒng)的步進電機在接收到推進一定數(shù)量脈沖的命令時會移動，這些脈沖與距離相關(guān)。步進器被認為是開環(huán)系統(tǒng)，因為它們?nèi)鄙俜答仚C制來驗證是否已達到目標(biāo)位置。伺服電機也會在接收到來自控制器的命令信號時移動。與步進電機系統(tǒng)的開環(huán)操作相比，伺服電機是閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)置編碼器可連續(xù)地與控制器通信，進行任何必要的調(diào)整以確保達到目標(biāo)位置。
在步進電機系統(tǒng)中，如果可用的電機轉(zhuǎn)矩不足以克服負載，則電機將停止或跳過一個或多個脈沖，從而在所需位置和到達的實際位置之間產(chǎn)生差異。為避免這種情況，步進電機通常尺寸過大，以確保最壞情況負載轉(zhuǎn)矩和電機可用轉(zhuǎn)矩之間存在較大差距。但是可以選擇超大電機。通過添加編碼器并在閉環(huán)模式下運行，步進電機系統(tǒng)可以像伺服電機一樣實現(xiàn)位置監(jiān)控和控制。
在閉環(huán)模式下操作步進電機的最直接方法是比較基于步數(shù)應(yīng)達到的理論位置，以及基于編碼器反饋達到的實際位置。如果目標(biāo)位置和實際位置之間存在差異，則控制器啟動校正移動。
雖然上述方法是反應(yīng)性的，但在完成移動后校正電機的位置，閉環(huán)步進器也可以連續(xù)監(jiān)測位置步驟和編碼器反饋（通常安裝在負載上）之間的差異。通過連續(xù)反饋，可以通過增加脈沖速率，暫時增加電流或調(diào)整步進角來實時進行補償。
在閉環(huán)模式下操作步進電機的第三種方法采用正弦換向。如果轉(zhuǎn)子和定子磁場沒有正確對齊，編碼器會調(diào)整電機電流，使其與移動或保持負載所需的扭矩完全匹配。因為反饋用于通過操縱電動機電流來控制轉(zhuǎn)矩，所以該模式有時被稱為伺服控制。在伺服控制模式下，步進電機基本上就像一個高極數(shù)伺服電機，但沒有傳統(tǒng)步進電機所表現(xiàn)出的噪音和共振，提供更平穩(wěn)的運動和更精確的控制。由于電流是動態(tài)的，而不是像傳統(tǒng)步進電機那樣恒定，因此很大程度上避免了電機加熱的問題。
閉環(huán)步進電機消除了傳統(tǒng)開環(huán)步進系統(tǒng)的許多缺點，使其性能與伺服電機相似。但伺服電機在需要高速，高速高扭矩或能夠處理變化負載的應(yīng)用中甚至優(yōu)于閉環(huán)步進電機。
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