一文分清普通电机、减速电机、步进电机、舵机、伺服电机的区别

2020-12-15 10:25

来源： OFweek机器人网

减速电机工作原理

减速齿轮电机又称齿轮减速电机或减速电机，是电机驱动闭式传动齿轮减速装置，对电机及齿轮箱进行集成组装的减速传动机构，用来降低转速和增大转矩，以满足机械设备工作的需要。

减速齿轮电机的用途：①降低转速。

把电机的转速通过减速齿轮箱实现所需要的转速，即常说的输出转速。②增大转矩。

同等功率条件下，输出转速越慢的齿轮减速电机，扭力越大,反之越小。③改变传动方向。

例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴。④离合功能。

我们可以通过加装刹车离合器，实现断电即时刹车的目的。

步进电机基本原理

工作原理：

通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

发热原理：

通常见到的各类电机，内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。

舵机工作原理

由pwm波进入内部电路产生一个偏置电压，触发电机通过减速齿轮带动电位器移动，使电压差为零时，电机停转，从而达到伺服的效果。

舵机PWM的协议都是相同的，但最新出现的舵机可能不一样

协议一般为：高电平宽度在0．5ms～2．5ms控制舵机转过不同的角度。

伺服电机工作原理

伺服电机的工作原理比较简单，但是其工作比较高效。伺服电路内置在电机单元内部，它使用一根通常配有齿轮的柔性轴。电信号控制电机，也决定轴的移动量。伺服电机内部设置简单：小型直流电机，控制电路和电位器。直流电机通过齿轮连接在控制轮上，当电机转动时，电位器的电阻发生变化，控制电路能够精确调节运动和方向。

当轴处于正确的（理想的）位置时，电机停止供电。如果轴没有停在目标的位置，电动机一直运转，直到进入正确的方向。目标的位置通过使用电脉冲的信号线传送。所以，电机的速度与实际和理想的位置成正比。当电机接近所需位置时，电机开始缓慢转动，但电机转到最远时，转速很快。换句话说，伺服电机只需要尽可能快地完成任务，这使得它们成为高效率的设备。

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