如何在步进电机、电刷直流电机和无刷电机之间进行选择？

电机作为一种旋转机构，广泛应用在工业领域，据统计，电机用电量达到工业总用电量70%，因此，根据应用环境和使用条件选择电机时，请考虑每个电机操作之间的关键差异。

步进电机：性能定位

步进电机工作在精确定位和控制扭矩，步进器输出最好是间歇移动。提示：不要使用步进电机进行连续操作。当应用需要电机不间断运行时，步进电机的效率和转矩都在下降。步进电机也适用于必须长时间保持负载不变的轴，因为电机可以无限期地保持在一个位置。通过适当的设计和阻尼，电机也能以最小的速度波动输出运动。此外，步进电机具有很高的重复性和可靠性。从成本角度来看，它们通常比伺服电机便宜得多，并且通常可用于使用伺服电机并节省大量成本的应用中。

步进电机操作方式

步进电机的步进角为1.8 全步骤操作，这相当于200个完整的步骤。步进电机可以在三种模式下工作：整步（单相或双相导通）、半步或微步驱动。当耗散功率一致时，各驱动模式下，电机的保持转矩相同。其中，两磁极双相电机，机械角和电气角相等。两相通电 同时导致扭矩增加30%到40%，然而，能量消耗也翻了一番。为确保应用中电机能够正常工作，推荐在转矩计算中保留30%的安全系数，确保了电机能够良好满足应用条件。一般条件下，为提高电机的角度分辨率，通常会加装减速箱或丝杠。

编码器不是必需的，因为步进电机可以运行在一个开放的伺服回路中。阶跃损耗是可能的导致定位错误。它们可能是由于过度荷载和加速度，或共振效应。在这种情况下，这些问题是由转子引起的遵循应用的旋转字段。但是，失步误差只能通过闭环操作来避免，即需要额外的编码器。

有刷电机：消费者设计、移动机械

刷直流电动机是一种成熟的技术。他们的熟悉使他们易于使用。尽管有缺点（如换向器和电刷磨损），它们仍然有优势。它们的价格低于一些选择，尤其是当原始设备制造商批量购买时。线性的转矩速度关系使它们更容易控制。当设计师将它们与简单的速度控制器配对时，电刷马达可以在汽车、家用电器、家用电器和玩具中使用。 图片来自Faulhaber

有刷电机操作方式

有刷电机的工作模式一般分为：间歇、连续，连续工作状态下，在运行期间需要绕组有更高的电压，采用限制扭矩转速来抵抗负载的变化。间歇工作状态下，最大允许过载运行受到最大允许绕组的限制由非常大的电流产生的永磁体。安装位置、对流、环境压力（真空）等也可能造成限制。一般来说，允许间歇运行停留时间为1-3秒。

直流电动机需要位置编码器，增量或绝对编码器，用于定位任务，电动机可以当编码器信号被关闭时操作伺服环路返回控制器。在这种情况下，高姿势分辨率、恒定进给和较大的动态范围可以是实现。所谓的直流伺服电机允许位置、扭矩和速度的控制，由于反馈回路，让电机试图保持姿势。

无刷直流电动机：高效耐用

无刷直流电动机消除了电刷及其相关的磨损和电弧，它们比电刷马达效率更高，因为它们的内摩擦更小。它们通常会持续更长时间，使周围环境受到较少的电磁干扰。无刷直流电动机适用于低功率应用（如消费品）和大功率应用（如电动汽车和工业机械）。它们比刷直流电动机稍微贵一点。

无刷电机操作方式

无刷电机操作方式，需要知道转子位置，为了最大限度地同步操作电机转矩，定子和转子磁场需要一直互相垂直。因为定子和转子既没有机械也没有电气接触，需要确定相对转子位置。例如，借助霍尔传感器、传感器、霍尔传感器。对于考虑这些类型的电机，电压可用性、尺寸、扭矩和速度以及寿命要求。