步進馬達與伺服馬達的異同

在直線定位系統中, 步進馬達與伺服馬達是最常見的馬達驅動型式; 兩種驅動方式各有其優缺點, 這篇介紹步進馬達 (stepper motor) 與伺服馬達(servo motor) 的差異

• 成本: 類似瓦數及規格的情形下, 伺服馬達的成本約高3成
• 耐用性: 除伺服系統的編碼器 (encoder) 較易損壞外, 其他伺服馬達及步進馬達元件幾乎不易損壞
• 簡易性: 伺服馬達及系統設定較需時間
• 使用壽命:  除伺服系統的編碼器 (encoder) 較易損壞及電刷 (如果是有刷馬達)外, 其他伺服馬達及步進馬達元件中只有軸承會磨損
• 轉速及扭力: 在高轉速下, 步進馬達的負荷扭矩會降低, 在90%最高轉速時, 約剩 20%的扭矩
• 重覆性: 伺服系統的重覆性取決於編碼器, 而步進馬達一般都有很好的重覆性
• 瓦數-重量比: 相同瓦數下, 一般伺服馬達會較輕
• 效率: 伺服馬達的效率可達 80-90%, 步進馬達約在70%或更低
• 解析度: 伺服馬達的解析度取決於編碼器, 而步進馬達一般約在0.9到1.8度之間, 微步進系統則依控制驅動器而定
• 荷重: 高荷重情形下, 步進系統會有掉步問題
• 熱: 步進馬達無論荷重, 都消耗相同電流, 所以容易有多餘的熱產生, 伺服系統的電流則依荷重不同而改變
• 噪音: 步進馬達控制驅動較容易有hmm的噪音出現
• 共振: 步進馬達需考慮共振問題
• 系統結構: 步進馬達結構相對簡單
• 直驅系統: 伺服高轉速特性使伺服馬達多會與減速機應用, 步進馬達運用在直驅系統的情形較常見
• 瓦數範圍: 考量AC伺服, 伺服系統的瓦數範圍較步進系統廣