与往常一样，应用的需求在决定使用哪种电机的类型方面发挥着重要作用。随着工业领域向自动化转变的势头不断增强，带有电动执行器的伺服电机和步进伺服电机变得越来越重要。在为应用选择电机时，重要的是功能，而不一定是结构。以下是伺服和步进伺服电机与线性运动相关的特性。
扭矩与速度
伺服系统在其总可用速度范围内具有恒定扭矩。因此，如果伺服电机在 10 rpm 时具有 1.2 Nm 的扭矩，那么它在 3,000 rpm 时也具有 1.2 Nm 的扭矩。另一方面，步进伺服电机在低速或零速时具有大扭矩，而在伺服的低得多的速度下它会迅速下降。如果步进伺服电机在 1 rpm 时具有 3.4 Nm 的扭矩，那么在 1,200 rpm 时会下降至 0.2 Nm，这并不罕见。工程师应查看每个电机的扭矩曲线，以针对应用选择合适尺寸的电机。无论扭矩是多少，伺服都比步进伺服电机快。在某些应用中，这可以让变速箱与伺服一起使用，以增加应用的扭矩。齿轮箱将扭矩乘以它的比率，电机转速将以相同的比率上升。工程师应注意不要超过电机的大转速。例如，当与 3:1 变速箱一起使用时，在 500 rpm 时扭矩为 2.3 N·m 的电机将具有 6.9 N·m 的输出，但电机的 rpm 将攀升至 1,500 rpm 以驱动变速箱。步进伺服电机较高的扭矩和较低的速度曲线通常意味着它们不会使用变速箱。
回馈
步进器通常是开环的。位置由提供给电机使其旋转的步数或脉冲数确定。总步数等于电机轴的转数或转数。如果脉冲丢失或电机在脉冲后无法移动，因为它缺乏旋转轴的动力，则会引入位置错误，但电机/驱动器不知道。这在某些应用程序中可能是一个问题，可以通过将系统重新归零回家来解决。此外，还可以使用外部传感器或编码器（安装在电机上输出轴位置的旋转装置）。另一方面，伺服系统本质上是闭环并使用编码器。使用编码器可以让他们不断监控自己的位置、电流和速度，以及电机被告知的动作。如果位置落后，控制器可以增加参数来追赶。因此，电机始终处于受控状态。如果它无法赶上，控制器会知道它并生成错误警报以告知问题。
负载保持
执行器通常需要在零速度下保持位置。伺服器和步进器如何做到这一点是不同的，设计师通常不会考虑。如上所述，步进伺服电机在零速时具有大功率。它将以大扭矩保持该位置，直到接收到另一个脉冲通知它移动。它是开环的，没有反馈。只要保持扭矩足够，通常比需要的尺寸大 50%，这对于在静止状态下保持负载是理想的。如果步进器的尺寸不正确且负载发生变化，电机可能会失速，并且会丢失脉冲。对此没有反馈，因此会出现位置精度错误。然而，步进伺服电机是经济的解决方案，在低速应用中，它们比伺服电机提供更大的扭矩。伺服不使用相同的程序。相反，它会监控编码器以保持在零速位置。通常，使用编程的加减窗口来定义就位。这意味着，当控制器发现将其置于 In Position 窗口之外的差异时，电机会被告知返回到某个位置。在关键应用中，必须通过使用超出应用需求的电机分辨率来计划这种运动，以便致动器杆或托架不会看到位置摆动或抖动。伺服系统通常可以在短时间内产生高达其恒定扭矩的三倍。这为它们提供了补偿负载变化所需的储备功率，而不会大大过大。伺服监控编码器位置，并可以在发现差异时增加速度或电流以返回位置。
准确性和可重复性
对于大多数工业线性运动应用，这两种电机通常都足够准确和可重复，主要是因为齿轮减速。这可以是滚珠丝杠的螺距或齿轮箱，在测量的线性位置上提供更多位置计数。请记住，这些执行器应用通常使用皮带或螺杆驱动器。与 5 毫米螺距滚珠丝杠一起使用的 1,024 计数编码器的控制分辨率为每计数 0.005 毫米（5 毫米/1024 = 0.005 毫米/克拉）。对于一般工业应用，这通常非常好，如果需要，可以轻松增加。需要为每个应用计算这些分辨率，但大多数工业应用都可以完成任何所需的位置分辨率。
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