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Automation
步进电机(Stepper Motor)与伺服电机(Servo Motor)都是工业自动化生产中常用的执行电机，其主要用途十分相似，但实际上二者之间是存在一定差距的，本文将阐述两者的特点及原理，以及二者的区别，给具体生产制造应用带来参照。
一、步进电机 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。 当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。市面上最常用的两相步进电机，200步为一转，即每步的步距角是1.8度（360°/200=1.8°）。 步进电动机的断面图如下图所示。
定子拥有小齿状的磁极，皆绕有线圈。其线圈的对角位置的磁极相互连接着，通电时，线圈即会被磁化成同一极性(例如对某一线圈进行通电后，对角线的磁极将磁化成S极或N极)。转子的外圈由50个小齿构成，转子1和转子2的小齿于构造上互相错开1/2螺距。
下面以5相步进电动机为实例，针对实际上经过磁化后的转子及定子的小齿的位置关系进行说明。
将B相励磁时
也就是说，将励磁相从A相励磁转换至B相励磁时，转子旋转0.72°。 二、伺服电机 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。 伺服电机在自动控制系统中把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移。伺服电机每旋转一个角度，同时也会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接收的脉冲形成了呼应，或者叫闭环。系统知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，定位精度可以达到0.001mm。 伺服电机是一种闭环控制系统（位置反馈），由电机、控制单元和反馈机构（通常是编码器或旋转变压器）组成。编码器会实时监测电机转子的位置，并将数据反馈给控制器。控制器根据所需位置和实际位置之间的差异来调整电机的转速和力矩输出，以确保精确的运动控制。
下图所示为光电编码器的结构示意图。电机轴上固定有高精度码盘，码盘上有许多光学狭缝。光电晶体管检测通过狭缝（遮光板）的发光二极管（LED）发射的光，将狭缝位置转换成电信号。码盘旋转，便可得到连续脉冲列。
三、步进电机与伺服电机的区别 步进电机和伺服电机的主要区别如下 1.控制的原理不同 步进电机：开环控制 ，输入一个脉冲步进电机就会转过一固定的角度，但是不对速度进行测定。 伺服电机：闭环控制（通过编码器反馈等完成），即：会实时测定电机的速度后自动加以调整； 2.控制的方式不同 步进电机：通过控制脉冲的个数控制转动角度的，一个脉冲对应一个步距角。 伺服电机：通过控制脉冲时间的长短控制转动角度。 3.低频特性不同 步进电机：在低速时易出现低频振动现象。 伺服电机：运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。 4.矩频特性不同 步进电机：输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在 300～600r/min。 伺服电机：为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为 2000 或 3000 r/min）以内，输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。 5.过载能力不同 步进电机：一般不具有过载能力。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。 伺服电机：具有较强的过载能力。具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的 6.运行性能不同 步进电机：步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。 伺服电机：交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。 7.速度响应性能不同 步进电机：从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转) 需要200 ~ 400ms。 伺服电机：交流伺服系统的加速性能较好，从静止加速到其额定转速3000 r/min。仅需几ms，可用于要求快速启停并且位置精度要求较高的控制场台。
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