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伺服電機、舵機和步進電機之間的原理與區別
其實伺服電機是這么一種電機,它主要用于比較精準的位置、速度或力矩輸出。準確地說,伺服電機不是說一個電機,而是一個系統。所以僅僅一臺電機都不能算是伺服電機,因為他們并不具備伺服電機的功能。伺服電機是一個電機系統,它包含電機、傳感器和控制器。直流無刷電機可以是伺服電機里面的一部分,交流電機也可以是,但他們并不是伺服電機。作為一個系統,它可以有減速齒輪,也可以沒有。
那么舵機是什么呢?舵機是個俗稱,是玩航模、船模的人起的。因為這種電機比較常用于舵面操縱。
所謂舵機,其實就是個低端的伺服電機系統,它也是最常見的伺服電機系統,因此英文叫做Servo,就是Servomotor的簡稱。它將PWM信號與滑動變阻器的電壓相比對,通過硬件電路實現固定控制增益的位置控制。也就是說,它包含了電機、傳感器和控制器,是一個完整的伺服電機(系統)。價格低廉、結構緊湊,但精度很低,位置鎮定能力較差,能夠滿足很多低端需求。
(當然業界也有金屬齒輪的較高精度的小型伺服電機,此處不涉及那些電機)
步進電機英文是stepper/step/stepping motor。主要是依靠定子線圈序列通電,順次在不同的角度形成磁場,推拉定子旋轉。
步進電機的好處是,你可以省掉用于測量電機轉角的傳感器。因此在結構上和價格上有一定的優勢。而且它的位置和速度控制相對簡單。其缺點是,第一,與同等功率的電機相比載荷比較小,沒有角度傳感器的情況下不能輸出大力矩。第二,功耗相對較大,要么全開,要么全關。所以要么接近滿功耗,要么就不能出力。(具體原因和結構可以查閱相關資料,網上到處都是,并不難以理解,我這里就不冗述了)
因此步進電機一般只用于載荷較小而且十分確定、位置精度要求并不非常高,對體積敏感或在較低價格想要做到較高可靠性的場合。最常見的就是光驅、掃描儀、復印機等等。當然,它和舵機一樣,也受到沒有能力自行搭建伺服電機系統的業余愛好者的喜愛,在一些業余項目上面用于替代完整的伺服電機系統。
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