如何区分直流伺服，交流伺服和步进电机

给定几种由直流伺服，交流伺服和步进电机组成的未识别电机，这些类型的电机之间的结构差异是什么?在不揭示其内部结构的情况下，如何区分它们?

直流电动机

直流(直流)电动机是两线制(电源和接地)连续旋转电动机。当您供电时，直流电动机将开始旋转，直到断开电源为止。大多数直流电动机都以高RPM(每分钟转数)运行，例如计算机冷却风扇或无线电遥控车轮!

直流电动机的速度是通过脉宽调制(PWM)来控制的，脉宽调制是一种快速对电源进行开和关的技术。循环使用开/关比率所花费的时间百分比决定了电动机的速度，例如，如果以50%(半开，半关)的功率循环，则电动机将以100%的一半速度旋转(完全接通) )。每个脉冲是如此之快，以至于电机似乎连续旋转而没有卡死现象!

伺服电机

伺服电动机通常由四部分组成：直流电动机，齿轮组，控制电路和位置传感器(通常是电位计)。

伺服电动机的位置可以比标准直流电动机更精确地控制，它们通常具有三根电线(电源，接地线和控制线)。伺服电机一直处于通电状态，伺服控制电路可调节驱动电机的功率。伺服电机设计用于需要精确定义位置的更具体的任务，例如控制船舵或在一定范围内移动机械臂或机器人腿。

伺服电机不能像标准直流电机那样自由旋转。取而代之的是，来回旋转角度限制为180度(左右)。伺服电动机接收代表输出位置的控制信号，并向直流电动机供电，直到轴转到由位置传感器确定的正确位置为止。

PWM用于伺服电机的控制信号。但是，与直流电动机不同，正脉冲的持续时间决定了伺服轴的位置，而不是速度。取决于伺服的中性脉冲值(通常约为1.5ms)将伺服轴保持在中心位置。增加该脉冲值将使伺服器顺时针旋转，而较短的脉冲将使轴逆时针旋转。伺服控制脉冲通常每20毫秒重复一次，本质上告诉伺服去向，即使那意味着保持在同一位置。

当命令伺服系统移动时，即使外力对其施加压力，它也会移动到该位置并保持该位置。伺服器将阻止其移出该位置，而伺服器可施加的最大阻力为该伺服器的扭矩额定值。

步进电机

步进电机本质上是使用不同的电动化方法的伺服电机。在伺服电动机使用连续旋转直流电动机和集成控制器电路的情况下，步进电动机利用围绕中央齿轮排列的多个齿状电磁体来确定位置。

步进电机需要外部控制电路或微控制器(例如，Raspberry Pi或Arduino)才能分别为每个电磁体通电，并使电机轴转动。当电磁体“ A”通电时，它会吸引齿轮的齿并使其对齐，与下一个电磁体“ B”略有偏移。当“ A”关闭且“ B”打开时，齿轮略微旋转以与“ B”对齐，依此类推，围绕圆圈，齿轮周围的每个电磁体依次通电和断电以产生旋转。从一个电磁体到另一个电磁体的每次旋转都称为“步进”，因此可以通过完整的360度旋转以精确的预定义步进角旋转电动机。

步进电机有两种类型：单极或双极。双极电动机是步进电动机中最坚固的类型，通常具有四或八根引线。它们内部具有两组电磁线圈，并且通过改变这些线圈中的电流方向来实现步进。单极电动机可以通过5、6甚至8根导线来识别，也有两个线圈，但每个线圈都有一个中心抽头。单极电机可以步进，而不必反转线圈中的电流方向，从而使电子设备更简单。但是，由于中心抽头一次只能给每个线圈的一半通电，因此它们的扭矩通常比双极小。

步进电动机的设计提供了恒定的保持转矩，而无需为电动机供电，并且，只要电动机在其极限范围内使用，就不会发生定位误差，因为步进电动机具有物理上预先定义的位置。

摘要

这是一个复杂且有点争议的领域的简要概述(尤其是关于步进与伺服的优缺点!)，但希望它可以帮助您根据自己的驾驶需求做出更明智的选择!

直流电动机

快速，连续旋转的电动机–用于需要以高RPM旋转的任何物体，例如车轮，风扇等。

伺服电机

快速，高扭矩，在有限的角度范围内精确旋转–通常是步进电机的高性能替代产品，但PWM调整的设置更为复杂。适用于机械臂/腿或方向舵控制等。

步进电机

缓慢，精确的旋转，易于设置和控制–在位置控制方面优于伺服电机。在伺服机构需要反馈机构和支撑电路来驱动定位的情况下，步进电机通过其旋转特性以分数增量进行位置控制。适用于位置至关重要的3D打印机和类似设备。了解更多电机专业知识及技巧，可加入qq群136274082，业内专业老师傅解答。