步进电机与直流电机 - 它们有何不同
电动机是将电能转换为机械能的重要部件。然而，虽然所有电机都执行相同的功能，但选择正确的电机可以方便地提供最大扭矩。因此，在本文中，我们将区分步进电机和直流电机。此外，我们将确定伺服电机的关键特性。
步进电机
图 1：步进电机
定义
首先，它是一种以离散步长旋转的无刷直流电机。
此外，通过计算机控制的步进，可以实现极其精确的速度控制和定位。因此，步进电机在精密运动控制用途中很受欢迎。
组件
它具有围绕中心齿轮的多个带齿电磁铁。这种安排在定义位置时很方便。此外，永磁步进电机使用直流电源。尽管如此，它缺少直流电机的电刷和机械换向器。因此，它是无刷直流电机。
工作原理
该电机具有一个控制系统，负责向驱动器发送电脉冲。随后，驾驶员破译这些脉冲。反过来，它将比例电压传输回电机。
接下来，电机将以固定的角度增量旋转。这就是步进电机名称的来源。另外，请注意交流电控制线圈的极性。
优势和局限
步进电机的优点包括以下几点：
图 2：金属 3D 打印机
- 首先，它们可以方便地促进精确定位应用，例如 X、Y 绘图仪和 3D 打印机。
- 此外，它们还可以精确控制转速。
- 第三，它们在低速时具有低扭矩。
- 最后，它们易于控制。
它们的基本限制包括
- 电机效率低。它们会在无负载时消耗最大电流。
- 此外，当电机转速较高时，与低速运行时相比，它们的扭矩显着降低。
- 而且大多数都缺乏关于位置的完整反馈。它们在使用过程中相对嘈杂。
- 最后，在高负载下运行时，它们可以跳过一些步骤。
应用程序
- 3D 打印机
- 医学成像应用
- 安全摄像头
- 机器人
- 数控铣床
伺服电机
图 3：伺服电机的 3D 插图
定义
它属于直流电机类型。尽管如此，这种同步电机不会长时间连续运行。
组件
首先，该电机依靠反馈系统来感知实际速度和所需速度之间的差异。因此，反馈有助于在校正偏离所需位置时调整输出。它有助于提高准确定位。
舵机有两种，分别是：
连续旋转电机舵机
它们可以顺时针或逆时针方向连续旋转。此外，它们可以在命令信号的引导下以不同的速度范围移动。因此，它们可用于比定位电机更广泛的应用。
位置旋转舵机
它们在小型项目中很方便，可以实现适度的精确定位。此外，它们以 180 度角旋转，无助于连续旋转和速度控制。
工作原理
图 4：伺服电机
内部电机设计具有独特的齿轮布置，可方便地减轻内部电机的高速运行。同时，扭矩输出显着增加。
因此，伺服齿轮设计和转速对于产生高扭矩是必不可少的。还值得注意的是，伺服具有有助于修复错误信号的微控制器。这些控制信号有助于将转子移动到最终位置。
步进电机与直流电机的优势和局限性
伺服电机的优点
- 它们在高速旋转时具有高扭矩输出。这主要是由于它们的闭环反馈控制系统优于步进电机的开环系统。
- 此外，它们还提供各种额定扭矩和尺寸
- 最后，它们相对便宜，因为有些是塑料制成的，这也使它们重量轻。
伺服电机的缺点
- 定位电机有旋转限制。它们只能旋转 180 度角。
- 此外，它们是位置控制期间抽搐的代名词。主要是因为反馈机制试图纠正与预期位置的任何偏移。
应用程序
- 电梯技术和机器人
- 望远镜和照相机
- 工业控制应用
步进电机与直流电机–直流电机
图 5：众多直流电机
定义
它们是具有电磁线圈和导体的设备，它们的相互作用将电能转化为机械能。两种常见的直流电机类型包括无刷电机和有刷电机。此外，还有不同的直流电机尺寸。
组件
值得注意的是，有刷的名称来自为电机提供绕组电流的两个固定金属刷。其他主要部件包括静态定子和旋转电枢
步进电机与直流电机——工作原理
图 6：直流电机
定子产生旋转磁场，促使电枢旋转。此外，一对磁铁可以方便地通过包围线圈来包围电磁线圈。因此，当导线中的绕组电流通过磁场时，它会感应出一个力。反过来，这会启动线圈的旋转。
步进电机与直流电机——有刷直流电机的优势和局限性
优势
- 它们很容易控制，因为只需施加电压即可。
- 其次，它们以相对较低的速度提供高扭矩输出。此外，它们的机械发电效率很高，效率约为 75% 至 80%。
- 它们相对便宜，因此价格适中。
缺点
- 它们在旋转过程中容易产生电磁噪音和物理噪音。
- 此外，电机需要定期维护，因为刷子的撕裂和磨损率非常高。
应用程序
- 无绳电钻
- 工业应用
- 手机振动器
- 手持风扇
步进电机与伺服电机与直流电机的区别
结论
简而言之，这三种电机适用于我们已经阐述的不同功能。现在，您了解了这三种电机之间的所有主要区别。但是，如果您想进一步澄清，请与我们联系。
工业技术