步進電機能替代高成本的伺服電機嗎？

根據傳統的觀念，在需要速度超過800RPM以及需要高動態響應的應用中，伺服控制系統性能更為出色。步進電機則更適合用于速度較低、低到中等加速度、需要較高保持轉矩的應用。

步進電機與伺服電機對比。

1、結構

  步進電機采用步進方式轉動，利用磁線圈逐步拉動一個磁體，使其從一個位置到達下一個位置。要使電機在任何方向移動100個位置，電路都需要對電機進行100次步進操作。步進電機利用脈沖實現遞增運動，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實現精確定位。

  伺服電機的運動方法是不同的。它在磁轉子上連接一個位置傳感器–即編碼器–會持續檢測電機的準確位置。伺服會監控電機實際位置和指令位置之間的差異，并對電流進行相應的調整。這種閉環系統可以使電機保持在正確的運動狀態。

2、簡便性和成本

  步進電機不僅比伺服電機成本低，而且調試和維護都更加簡單。步進電機在靜止狀態是穩定的，并能保持位置（即使是采用動態負載）。不過，如果某些應用場合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復雜的伺服電機。

3、定位

  在需要隨時了解機器準確位置的應用中，步進電機和伺服電機有重要差別。在通過步進電機控制的開環運動應用中，控制系統認為電機始終處于正確的運動狀態。不過，在遇到問題以后，比如因為部件卡住而導致電機失速，控制器就無法了解機器的實際位置，從而導致失位。伺服電機本身的閉環系統具有一個優勢：如果其被一個物體卡住，會立刻檢測到。機器會停止操作，始終不會失位。

4、速度和轉矩

  步進電機和伺服電機的性能差異源自他們不同的電機設計方案。步進電機的極數比伺服電機多得多，因此步進電機旋轉一整圈，所需的繞組電流交換次數要多得多，從而導致在速度增加的情況下，其轉矩迅速下降。另外，如果達到了最大轉矩，步進電機可能會失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應用中，伺服電機都是首選方案。與此相反，步進電機較多的極數在低速狀態下具有優勢，因為此時步進電機與同等尺寸的伺服電機相比具有轉矩優勢。

5、熱和能耗

開環步進電機采用固定電流，并會散發大量熱量。閉環控制只提供速度環路所需的電流，因此避免了電機發熱問題。