步进电机与伺服电机的工作原理是什么？

当电流在定子绕组中流动时，会产生一个磁场矢量，这个磁场会使转子转动一个角度，以确保其磁场与定子磁场方向一致。每一次电脉冲的输入都会使电机旋转一定角度。电机的输出角度位移与输入脉冲数成正比，速度与脉冲频率成正比。通过改变绕组通电顺序，电机的旋转方向可以改变。因此，可以通过控制脉冲数、频率和绕组通电顺序来控制步进电机的旋转。

伺服电机

一.进步电动机工作原理

通常，电机内部的结构包括铁芯和绕组线圈。绕组存在电阻，通电时会产生电阻损耗。铜损耗和电流的平方成正比。除此之外，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗。铁芯的磁滞效应会在交变磁场中形成铁损。铁损的大小取决于材料、电流、频率和电压。

加热会引起铜损和铁损，进而影响电机效率。步进电机通常以定位精度和扭矩输出为追求，因此效率相对较低，电流较大，谐波成分高，电流交变频率会随转速变化。因此，步进电机普遍存在加热问题，比普通交流电机更为严重。

电机的功能是将电能转换为机械能。而步进电机是一种开环控制器件，可将电脉冲信号转换为角位移或线性位移。在非超负载的情况下，电机的转速和停止位置仅与脉冲信号频率和数量有关，而与负载变化无关。也就是说，只需给电机提供更多脉冲信号，它就可以旋转一个步距角。由于步进电机具有线性特性和不存在积累误差的周期性误差，因此它非常适合用于控制速度和位置等控制领域。

二.伺服电机的工作原理

1、伺服系统是一种自动控制系统，能够准确地控制物体的位置、方位、状态等输出被控量，以响应随时变化的目标值或给定值。伺服系统通常使用脉冲来实现定位，也就是说，伺服电机会在接收到一个脉冲时，旋转相应的角度来实现位移。此外，伺服电机还具备发出脉冲的功能，每转动一个角度就会发出相应数量的脉冲，这构成了伺服系统的闭环。因此，系统能够准确地知道发出多少脉冲，接收了多少脉冲。DC伺服电机分为有刷电机和无刷电机。有刷电机成本低、结构简单、启动扭矩大、调速范围广，易于控制，但需要进行维修，而且维修不方便（因为需要更换碳刷），同时还可能造成电磁干扰，需要考虑周围环境。因此，有刷电机常用于一般工业和民用场合，这些场所对成本比较敏感。

无刷电机具有体积小、重量轻、输出大、响应快、速度高、惯性小、旋转平稳和扭矩稳定的特点。虽然控制比较复杂，但易于实现智能化。其电子换相方式灵活，可用于方波换相或正弦波换相。此外，电动机免维护，效率高，运行温度低，电磁辐射小，使用寿命长，适用于各种环境。

2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。同步电机一般用于运动控制，功率范围大，功率大。惯性大，最高转速低，随着功率的增加而迅速降低。因此，它适用于低速稳定运行。

3、伺服电动机使用永磁铁作为转子，通过驱动控制U/V/W三相电产生电磁场，推动转子进行旋转。同时，驱动装置能够接收电机内置编码器的反馈信号，以对旋转角度进行反馈比较和调整，实现高精度控制。另外，伺服电机的精度水平也受编码器线数精度的影响。

交流伺服电机和无刷DC伺服电机的功能区别:交流伺服比较好，因为是正弦波控制，扭矩脉动小。DC伺服是梯形波。但是DC伺服相对简单便宜。