电机比较(直流/伺服/步进电机)

文章来源:锐特步进电机 时间:2019-11-23 09:43:44 浏览:

  您的项目需要电机,但不确定要获得哪种类型?我们提供几种不同的电机控制功能板。因此,我们希望,这种直流,伺服和步进电机之间差异的减少将帮助您确定哪种电机最适合您使用!

  直流电机

  

 

  DC(直流)电机是两线制(电源和地线)连续旋转电机。将这些电线连接到电源时,直流电机开始旋转,直到断开电源为止。大多数直流电机都以高RPM(每分钟转数)运行。直流电机可用于计算机冷却风扇,无线电遥控电机或其他电机应用。

  大多数情况下,直流电机的速度是通过脉宽调制(PWM)控制的。使用这种技术,我们可以快速打开和关闭电源。循环开/关比所花费的时间百分比决定了电机的速度。例如,如果电源以50%循环(半开半关),则电机将以最大速度的一半旋转(全开)。每个脉冲是如此之快,以至于电机似乎连续旋转而没有卡死现象。

  伺服电机

  

 

  我们可以说伺服电机是由四部分组成的:直流电机,齿轮装置,控制电路和位置传感器(通常是电位计)。

  在工业中,伺服电机被认为是可以最精确地控制的电机。与标准直流电机相比,伺服通常具有三根导线(电源,地线和控制线)。伺服电机一直处于通电状态。伺服控制器调节电流消耗以驱动电机。这些电机设计用于需要定义位置的更具体的任务。此外,伺服电机还用于精确的任务,例如,在一定范围内移动机械臂或机器人腿,将摄像机移动到特定对象等。

  不过,必须指出的是,除非对伺服电机进行连续旋转改造,否则它不会像标准直流电机那样自由旋转。这些类型的电机对其运动范围没有限制,连续旋转伺服器将输入与输出速度和方向相关联,而不是让输入信号确定伺服器应旋转到哪个位置。但是,对于大多数伺服电机,旋转角度来回限制为180度。伺服电机接收代表输出位置的控制信号,并向直流电机供电,直到轴转到由位置传感器确定的精确位置为止。

  与直流电机不同,使用控制伺服电机的PWM信号。正脉冲的持续时间决定了伺服轴的位置,而不是速度。取决于伺服的中性脉冲值(通常约为1.5ms)将伺服轴保持在中心位置。增加该脉冲值将使伺服器顺时针旋转,而较短的脉冲将使轴逆时针旋转。伺服控制脉冲通常每20毫秒重复一次(取决于伺服电机)。我们总是必须告诉伺服器去哪里,即使那意味着保持在同一位置。

  伺服器收到移动指令后,它将移动到该位置并尝试保持该位置,即使外力对其施加了推力。

  步进电机

  

 

  步进电机本质上是使用不同控制方法的伺服电机。步进电机利用围绕中央齿轮排列的多个带齿电磁体来定义位置。

  要控制步进电机,我们需要一个外部控制电路或微控制器(例如Raspberry Pi或Arduino)来分别为每个电磁体通电并使电机轴转动。当第一“ A”和第二“ B”电磁铁通电时,电机轴在它们之间对齐。当“ A”关闭且“ B”打开时,齿轮旋转以与磁铁“ B”对齐。每个电磁体围绕着齿轮,我们依次打开和关闭它们以产生旋转。从一个电磁体到另一个电磁体的每次旋转都称为“步进”,因此可以通过完整的360度旋转以精确的预定义步进角旋转电机。

  步进电机的设计提供了恒定的保持转矩,而无需将电机通电。

  摘要

  这是DC与步进电机与伺服电机的优缺点的简短概述。希望它可以帮助您根据项目需求做出更明智的选择。

  直流电机:

  快速连续旋转。最后,它们用于需要高转速的任何旋转,例如车轮,风扇,钻头等。

  伺服电机:

  可能在有限的角度内非常快,高扭矩,非常精确地旋转。通常,它是步进电机的高性能替代产品,但使用PWM调整则设置更为复杂。适用于机械手臂/腿等。Servos需要反馈机制和支撑电路来驱动定位。

  步进电机:

  非常缓慢,精确的旋转,易于设置和控制。在位置控制方面优于伺服电机,在这些情况下转角不受限制。步进电机适用于位置至关重要的3D打印机和类似设备。

  步进vs伺服:判决

  伺服控制系统最适合涉及动态负载变化的高速,高扭矩应用。步进控制系统价格便宜,是要求中低加速度,高保持转矩以及开环或闭环操作具有灵活性的应用的最佳选择。

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