步進電機和直流電機的區別

電動機是一種機電能量轉換裝置，它將電能輸入轉換為機械能輸出，以旋轉軸的形式表現出來。

根據電力供應型別和工作方式，電動機分為多種型別，例如直流電機、感應電機、同步電機、步進電機、伺服電機等等。

在本文中，我們將重點介紹步進電機和直流電機的主要區別。但在討論差異之前，讓我們先了解一下步進電機和直流電機的基本知識。

什麼是步進電機？

步進電機是一種無刷直流電動機，其轉子的完整旋轉被分成相等的步數。

步進電機在其定子上包含許多均勻分佈的線圈繞組，當供電時，這些繞組充當磁極。步進電機的轉子由齒輪狀的永磁體對組成。

步進電機配備電子電機控制器，該控制器將電流切換到每個連續的定子繞組，以磁力方式將轉子從一個磁極移動到下一個磁極。

從上述討論可以看出，操作員可以有效地控制轉子的旋轉，實現精確的步進式旋轉運動，因此這些電機被稱為步進電機。

步進電機的一大優點是它們可以提供保持力矩，即零速時的正力矩，這使得這些電機適用於各種定位應用，例如機器人技術。然而，步進電機的效率低於普通的直流電機。

步進電機廣泛應用於硬碟驅動器、印表機和許多其他控制系統等。

顧名思義，直流電機是一種電動機，它將直流電（DC）形式的電能轉換為機械能（軸的旋轉）。

直流電機有兩種結構：有刷直流電機和無刷直流電機。但是，當我們使用關鍵詞“直流電機”時，通常指的是有刷直流電機。

直流電機由構成磁場系統的定子部分和充當電機電樞的轉子部分組成。換向器也安裝在轉子軸上。換向器段連線到電樞繞組的兩端。碳刷用於與換向器和電樞進行電接觸。因此，為了啟動直流電機，直流電將透過換向器和碳刷流入電樞繞組。

流過電樞繞組的電流產生磁場，該磁場與定子的磁場相互作用，在轉子上產生扭矩。由於這個扭矩，轉子旋轉，在軸上產生輸出機械能。

直流電機常用在電子裝置、起重機、玩具、電梯和升降機、電動工具以及許多其他裝置中。

雖然步進電機也是一種直流電機，但它們之間存在許多差異，如下表所示：

差異依據	步進電機	直流電機
定義	步進電機是一種無刷直流電動機，其軸的完整旋轉被分成相等的步數。	直流電機是一種使用直流電產生機械能的電動機。
型別	步進電機是無刷電機。	直流電機可以是有刷或無刷電機。
速度	步進電機的速度較低，約為200至2000轉/分。	直流電機的速度範圍適中，取決於電機型別。
轉矩-速度特性	步進電機在低速時產生最大轉矩。隨著速度的增加，轉矩減小。	直流電機在低速時產生高轉矩。
控制機制	步進電機的控制機制需要微控制器。	直流電機的控制機制簡單，不需要微控制器等額外裝置。
效率	步進電機的效率低。	直流電機的效率高，約為85%。
可靠性	步進電機高度可靠。	直流電機的可靠性中等。
運動	步進電機具有增量運動。	直流電機具有連續運動。
響應	步進電機的響應速度慢。	配備反饋控制的直流電機的響應速度比步進電機快得多。
使用型別	步進電機不適合連續使用，因為長時間通電時會發熱。	直流電機設計為可以連續執行而不會出現太大問題。
維護	步進電機不需要經常維護，因為它們沒有碳刷。	直流電機需要經常維護碳刷以防止故障。
應用	步進電機用於各種位置控制應用，例如機器人技術、印表機、硬碟驅動器等。	直流電機常用在玩具、計算機、起重機、廚房電器、電梯等中。

這裡需要注意的最重要的區別是，步進電機提供增量運動，而直流電機提供連續運動。但是，步進電機和直流電機都是應用廣泛的低成本電機。

Saini Manish Kumar

更新於：2022年8月22日

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