本文就步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)從以下幾點(diǎn)進(jìn)行比較敘述：

1、結(jié)構(gòu)上

　　步進(jìn)電機(jī)采用步進(jìn)方式轉(zhuǎn)動(dòng)，利用磁線圈逐步拉動(dòng)一個(gè)磁體，使其從一個(gè)位置到達(dá)下一個(gè)位置。要使電機(jī)在任何方向移動(dòng)100個(gè)位置，電路都需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行100次步進(jìn)操作。步進(jìn)電機(jī)利用脈沖實(shí)現(xiàn)遞增運(yùn)動(dòng)，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實(shí)現(xiàn)精確定位。

　　伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方法是不同的。它在磁轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)位置傳感器– 即編碼器 – 會(huì)持續(xù)檢測(cè)電機(jī)的準(zhǔn)確位置。伺服會(huì)監(jiān)控電機(jī)實(shí)際位置和指令位置之間的差異，并對(duì)電流進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。這種閉環(huán)系統(tǒng)可以使電機(jī)保持在正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.簡(jiǎn)便性和成本

　　步進(jìn)電機(jī)不僅比伺服電機(jī)成本低，而且調(diào)試和維護(hù)都更加簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)是穩(wěn)定的，并能保持位置(即使是采用動(dòng)態(tài)負(fù)載)。不過(guò)，如果某些應(yīng)用場(chǎng)合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復(fù)雜的伺服電機(jī)。

3.定 位

　　在需要隨時(shí)了解機(jī)器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有重要差別。在通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制的開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，控制系統(tǒng)認(rèn)為電機(jī)始終處于正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。不過(guò)，在遇到問(wèn)題以后，比如因?yàn)椴考ㄗ《鴮?dǎo)致電機(jī)失速，控制器就無(wú)法了解機(jī)器的實(shí)際位置，從而導(dǎo)致失位。伺服電機(jī)本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個(gè)優(yōu)勢(shì)：如果其被一個(gè)物體卡住，會(huì)立刻檢測(cè)到。機(jī)器會(huì)停止操作，始終不會(huì)失位。

4.速度和轉(zhuǎn)矩

　　步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的性能差異源自他們不同的電機(jī)設(shè)計(jì)方案。步進(jìn)電機(jī)的極數(shù)比伺服電機(jī)多得多，因此步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一整圈，所需的繞組電流交換次數(shù)要多得多，從而導(dǎo)致在速度增加的情況下，其轉(zhuǎn)矩迅速下降。另外，如果達(dá)到了最大轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)可能會(huì)失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應(yīng)用中，伺服電機(jī)都是首選方案。與此相反，步進(jìn)電機(jī)較多的極數(shù)在低速狀態(tài)下具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇藭r(shí)步進(jìn)電機(jī)與同等尺寸的伺服電機(jī)相比具有轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢(shì)。

5.熱和能耗

　　開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)采用固定電流，并會(huì)散發(fā)大量熱量。閉環(huán)控制只提供速度環(huán)路所需的電流，因此避免了電機(jī)發(fā)熱問(wèn)題。

　　終上所述：　伺服控制系統(tǒng)最適合涉及到動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的高速應(yīng)用，比如機(jī)械臂。步進(jìn)控制系統(tǒng)則更適合需要低到中加速度和高保持轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用，比如3D打印機(jī)、傳送帶、副軸等。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)成本更低，所以在使用之后，可以降低自動(dòng)化系統(tǒng)的成本。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)如果需要利用伺服電機(jī)的特性，就必須證明這些成本較高的電機(jī)物有所值。

 

　伺服電機(jī)對(duì)比步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)

　　1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題；

　　2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)；

　　3、適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用；

　　4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合；

　　5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；

　　6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。

 

　電機(jī)的選用原則

　　1、從成本考慮傳統(tǒng)電機(jī)〈步進(jìn)電機(jī)〈伺服電機(jī)

　　2、從電機(jī)轉(zhuǎn)速要求考慮傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬但調(diào)速不精確且不平滑，并且隨轉(zhuǎn)速降低功率也會(huì)降低，隨之帶來(lái)的是轉(zhuǎn)矩降低；步進(jìn)電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速要求更加苛刻，轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)和爬行現(xiàn)象，速度高時(shí)扭矩會(huì)大幅度降低，所以步進(jìn)電機(jī)僅適用于中速運(yùn)行情況。伺服電機(jī)在轉(zhuǎn)速方面優(yōu)勢(shì)很明顯，基本沒(méi)有明顯的弱點(diǎn)。

　　3、從控制精度考慮傳統(tǒng)電機(jī)因?yàn)槭悄M量控制所以精度無(wú)法保證，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)是數(shù)字信號(hào)控制其精度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電機(jī)，但是伺服電機(jī)自帶編碼器實(shí)現(xiàn)內(nèi)閉環(huán)控制能有效的減少掉步的情況，并且通常情況下伺服電機(jī)步距角要遠(yuǎn)小于步進(jìn)電機(jī)因此精度更高。

 

　　如何正確選擇伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)

　　主要視具體應(yīng)用情況而定，簡(jiǎn)單地說(shuō)要確定：負(fù)載的性質(zhì)（如水平還是垂直負(fù)載等），轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對(duì)端口界面和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機(jī)和配用驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號(hào)。