步进电机、伺服电机和舵机通俗解读

普通电机 

普通电机是我们平时比较常见的电机，如电动玩具，刮胡刀等，一般都是直流有刷电机。这种电机具有转速过快，扭力过小的特点。一般只有两个引脚，用电池的正负极接上两个引脚就会转起来，然后电池的正负极的反接后电机转动方向也会反转。

步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件，是一种感应电机。步进电机特点如下：

• 步进电机最本质的特点是开环控制。所谓开环，就是只管控制，不管反馈；　步进电机可以通过加装编码器以实现闭环反馈控制。
• 步进电机接收的是电脉冲信号，根据脉冲数量转过相应的步距角。通俗来讲就是你推一下，我动一下。动的角度就是步距角，是步进电机的固有属性。市面上最常用的两相步进电机，200步为一转，即每步的步距角是1.8度（360°/200=1.8°）。两相步进电机驱动器以发脉冲方式驱动，1个脉冲周期步进电机步进一个步距角，因此，电机一转需200个脉冲周期；
• 在应用中如传动精度不足达到要求，需要更高的精度的步距角，则必须电机控制的驱动器来实现，因此，驱动器在步距角1.8度中再细分步距角精度，如100细分后1.8/100，其精度提高为每个脉冲步距角为0.018度，一转所需20000个脉冲（0.018*20000=360），其细分越大，步距角精度越高。一般来说，越大细分，控制系统要求越高，转动速度越慢，不利运行效率；
• 步进电机接收脉冲后转动，但不保证一定能转到。比如脉冲频率过高或者负载较大，就会造成失步，也就是没转到位。因此，使用步进电机的场合，要么不需要位置反馈，要么加入位置反馈元件，如霍尔器件等。

伺服电机

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机一般指的是电机系统，它包含电机、传感器和控制器。与步进电机原理结构不同的是，伺服电机由于把控制电路放到了电机之外，里面的电机部分就是标准的直流电机或交流感应电机。基本原理如下：伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移；伺服电机每旋转一个角度，同时也会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接收的脉冲形成了呼应，或者叫闭环。系统知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。

舵机

舵机指的是伺服电机在航模、小型机器人等领域下常用的一个特殊版本，一般来说比较轻量、小型、简化和廉价，并附带减速机构。

区别

步进电机与伺服电机区别如下：

1.转速要求不同。步进适合低转速场合，转速调整范围较小的场合。伺服电机可控转速较大的场合。

2.可控可靠性不同。因为伺服电机有反馈信号，因此在控制系统里里，可以实现高可靠性控制。

3.输出转矩要求不同。目前国外和国内，步进电机最大系列为130框。最大输出静转矩为50牛.米。伺服电机可以有180框以上，60牛.米以上的输出转矩可选。

 

总结

知乎网友花生给了一个很形象的比方，将电动系统比作机械系统。定子磁链就是主动轮，转子磁链就是从动轮，电磁力就是传动媒介。伺服电机的媒介就像一个皮带，简单粗暴，连续性好，但起动和重载时会打滑(转速差或失步)，所以转速信号需要一个传感器来计量。步进电机的媒介就像一个链条，因为齿和齿啮合的很好，稳定运行不打滑，不用传感器亦可以通过计算得到位置信号。