伺服和步进电机具有相似的结构，并具有相同的基本工作原理。两种类型的电动机都带有一个带有永磁体的转子和一个带有线圈绕组的定子……两者都通过向定子绕组通电或施加直流电压来运行。然后，这导致转子运动。这是伺服和步进电机之间的相似之处。

　　步进电机的驱动方法

　　步进电机有50至100极，是两相设备。

　　相反，伺服电机具有4到12极，是三相设备。

　　此外，步进电机驱动器会产生正弦波，其频率会随速度变化……但幅度恒定。

　　

 

　　图片来源：QuickSilver Controls，Inc.

　　另一方面，伺服驱动器会产生具有可变频率和振幅的正弦波，从而可以控制速度和转矩。

　　

 

　　图片来源：QuickSilver Controls，Inc.

　　步进电机的控制方法

　　传统的步进电机在接收到命令以使一定数量的脉冲前进时会移动，这些脉冲与距离相关。步进器被认为是开环系统，因为它们缺少反馈机制来验证是否已达到目标位置。伺服电动机也会在收到来自其控制器的命令信号后移动。与步进电机系统的开环操作相比，伺服电机是闭环系统，其内置编码器不断与控制器通讯，并进行必要的调整以确保达到目标位置。

　　在步进电机系统中，如果可用的电机转矩不足以克服负载，则电机将失速或跳过一个或多个脉冲，从而在所需位置和实际位置之间产生差值。为避免这种情况，步进电机通常尺寸过大，以确保最坏情况下的负载转矩与电动机的可用转矩之间有较大的余量。但是，还有一种方法可以使电动机过大。通过增加编码器并以闭环模式运行，步进电机系统可以像伺服电机一样实现位置监视和控制。

　　在闭环模式下运行步进电机的最直接方法是将基于步数应达到的理论位置与根据编码器反馈应达到的实际位置进行比较。如果目标位置和实际位置之间存在差异，则控制器将启动校正移动。

　　虽然上述方法是被动的，但在完成移动后校正电动机的位置，闭环步进器也可以连续监视位置步长和编码器反馈(通常安装在负载上)之间的差异。通过连续反馈，可以通过增加脉冲率，临时增加电流或调整步距角来实时进行补偿。

　　在闭环模式下运行步进电动机的第三种方法是使用正弦换向。如果转子磁场和定子磁场没有正确对齐，则编码器会调整电动机电流，使其与移动或保持负载所需的转矩完全匹配。由于反馈用于通过控制电动机电流来控制转矩，因此该模式有时称为伺服控制。在伺服控制模式下，步进电机的作用本质上类似于高极数伺服电机，但没有传统步进电机所表现出的噪音和共振，从而提供了更加平滑的运动和更精确的控制。而且由于电流是动态的，而不是传统步进电机中的恒定电流，因此可以大大避免电机发热的问题。

　　闭环步进电机消除了传统开环步进系统的许多缺点，使其性能与伺服电机相似。但是，在需要高速，高扭矩，高速度或能够应对不断变化的负载的应用中，伺服电机甚至胜过闭环步进电机。

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