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與往常一樣，應用的需求在決定使用哪種電機的類型方面發(fā)揮著重要作用。隨著工業(yè)領域向自動化轉(zhuǎn)變的勢頭不斷增強，帶有電動執(zhí)行器的伺服電機和步進伺服電機變得越來越重要。在為應用選擇電機時，重要的是功能，而不一定是結(jié)構(gòu)。以下是伺服和步進伺服電機與線性運動相關的特性。

步進伺服電機

扭矩與速度

伺服系統(tǒng)在其總可用速度范圍內(nèi)具有恒定扭矩。因此，如果伺服電機在 10 rpm 時具有 1.2 Nm 的扭矩，那么它在 3,000 rpm 時也具有 1.2 Nm 的扭矩。另一方面，步進伺服電機在低速或零速時具有大扭矩，而在伺服的低得多的速度下它會迅速下降。如果步進伺服電機在 1 rpm 時具有 3.4 Nm 的扭矩，那么在 1,200 rpm 時會下降至 0.2 Nm，這并不罕見。工程師應查看每個電機的扭矩曲線，以針對應用選擇合適尺寸的電機。無論扭矩是多少，伺服都比步進伺服電機快。在某些應用中，這可以讓變速箱與伺服一起使用，以增加應用的扭矩。齒輪箱將扭矩乘以它的比率，電機轉(zhuǎn)速將以相同的比率上升。工程師應注意不要超過電機的大轉(zhuǎn)速。例如，當與 3:1 變速箱一起使用時，在 500 rpm 時扭矩為 2.3 N·m 的電機將具有 6.9 N·m 的輸出，但電機的 rpm 將攀升至 1,500 rpm 以驅(qū)動變速箱。步進伺服電機較高的扭矩和較低的速度曲線通常意味著它們不會使用變速箱。

步進伺服電機

回饋

步進器通常是開環(huán)的。位置由提供給電機使其旋轉(zhuǎn)的步數(shù)或脈沖數(shù)確定。總步數(shù)等于電機軸的轉(zhuǎn)數(shù)或轉(zhuǎn)數(shù)。如果脈沖丟失或電機在脈沖后無法移動，因為它缺乏旋轉(zhuǎn)軸的動力，則會引入位置錯誤，但電機/驅(qū)動器不知道。這在某些應用程序中可能是一個問題，可以通過將系統(tǒng)重新歸零回家來解決。此外，還可以使用外部傳感器或編碼器（安裝在電機上輸出軸位置的旋轉(zhuǎn)裝置）。另一方面，伺服系統(tǒng)本質(zhì)上是閉環(huán)并使用編碼器。使用編碼器可以讓他們不斷監(jiān)控自己的位置、電流和速度，以及電機被告知的動作。如果位置落后，控制器可以增加參數(shù)來追趕。因此，電機始終處于受控狀態(tài)。如果它無法趕上，控制器會知道它并生成錯誤警報以告知問題。

負載保持

執(zhí)行器通常需要在零速度下保持位置。伺服器和步進器如何做到這一點是不同的，設計師通常不會考慮。如上所述，步進伺服電機在零速時具有大功率。它將以大扭矩保持該位置，直到接收到另一個脈沖通知它移動。它是開環(huán)的，沒有反饋。只要保持扭矩足夠，通常比需要的尺寸大 50%，這對于在靜止狀態(tài)下保持負載是理想的。如果步進器的尺寸不正確且負載發(fā)生變化，電機可能會失速，并且會丟失脈沖。對此沒有反饋，因此會出現(xiàn)位置精度錯誤。然而，步進伺服電機是經(jīng)濟的解決方案，在低速應用中，它們比伺服電機提供更大的扭矩。伺服不使用相同的程序。相反，它會監(jiān)控編碼器以保持在零速位置。通常，使用編程的加減窗口來定義就位。這意味著，當控制器發(fā)現(xiàn)將其置于 In Position 窗口之外的差異時，電機會被告知返回到某個位置。在關鍵應用中，必須通過使用超出應用需求的電機分辨率來計劃這種運動，以便致動器桿或托架不會看到位置擺動或抖動。伺服系統(tǒng)通常可以在短時間內(nèi)產(chǎn)生高達其恒定扭矩的三倍。這為它們提供了補償負載變化所需的儲備功率，而不會大大過大。伺服監(jiān)控編碼器位置，并可以在發(fā)現(xiàn)差異時增加速度或電流以返回位置。
步進伺服電機

準確性和可重復性

對于大多數(shù)工業(yè)線性運動應用，這兩種電機通常都足夠準確和可重復，主要是因為齒輪減速。這可以是滾珠絲杠的螺距或齒輪箱，在測量的線性位置上提供更多位置計數(shù)。請記住，這些執(zhí)行器應用通常使用皮帶或螺桿驅(qū)動器。與 5 毫米螺距滾珠絲杠一起使用的 1,024 計數(shù)編碼器的控制分辨率為每計數(shù) 0.005 毫米（5 毫米/1024 = 0.005 毫米/克拉）。對于一般工業(yè)應用，這通常非常好，如果需要，可以輕松增加。需要為每個應用計算這些分辨率，但大多數(shù)工業(yè)應用都可以完成任何所需的位置分辨率。

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為電動執(zhí)行器選擇合適的步進伺服電機或伺服電機