步进电机与伺服电机均可用于Bimba OLE执行器，是位置控制领域中最优秀的电机技术。选择哪一种取决于速度、扭矩、价格及供货周期等因素。以下将对两种技术进行详细比较。

一、步进电机

1. 设计原理

步进电机被称为“数字电机”，因为它像时钟指针一样步进运动。当第一组线圈通电时，转子齿与第一组定子绕组对齐并保持位置；当第二组绕组通电时，转子齿轻微移动并与第二组定子绕组对齐。这一过程称为一个“全步”。

通常每转为200步，每步1.8°。现代控制器可实现高达每转20,000步的分辨率，即每步0.018°。

2. 系统组成

功能角色 对应组件 说明

大脑 运动控制器 接收指令并发出步进脉冲与方向信号

肌肉 驱动器/放大器 提供适当电流与电压，按顺序激励电机绕组

手臂 电机与执行器 输出推力与速度，带动负载运动

眼睛 编码器（可选） 反馈位置信号，实现闭环控制（非必须，步进电机可开环运行）

实际产品中，以上功能可能集成在一起，如控制器内置驱动器、电机内置编码器等。

3. 性能特点

优点：

成本最低的位置控制电机技术

可开环运行，无需编码器

低速时扭矩高

采用NEMA标准机座，安装与轴径标准化

缺点：

扭矩随转速升高快速下降

可能失步（负载扭矩超过电机在该速度下的扭矩能力）

同步精度较低，误差通常在行程末端校正，非实时

避免失步的方法：

选用更大电机（扭矩余量加倍）

降低运行速度

提高绕组电压或电流

加装编码器监测并校正失步

二、伺服电机

1. 设计原理

伺服系统泛指任何带反馈的装置。伺服电机的定子线圈按顺序通电，驱动磁性转子旋转。控制器需通过霍尔传感器或编码器实时获取转子位置，以决定下一组绕组的激励。

2. 系统组成

伺服系统框图与步进系统类似，但组件技术不同：

伺服放大器对应步进驱动器

编码器为必需组件，实现闭环控制

3. 性能特点

优点：

高速运行能力

高加速度

高精度定位

高速区扭矩更高

可实时同步多台电机（实时误差校正）

缺点：

系统更复杂

需进行参数调优以实现最佳性能

成本更高

最低速时扭矩低于同尺寸步进电机

安装尺寸与轴径缺乏标准化，各厂家不一

三、在执行器中的应用考虑

无论选择哪种电机，都需与执行器设计匹配：

伺服电机在低速时可能无法达到步进电机的低速性能

在同一执行器上用伺服替换步进电机，不一定能在高速时获得更大推力，因为其他执行器组件可能成为瓶颈

选择指南：

步进电机 伺服电机 对执行器的影响

低速扭矩更大 高速扭矩更大 可能需要特殊执行器组件（联轴器、螺杆、螺母等）

成本更低 成本更高 步进电机有助于降低成本

可实现中等精度同步 可实现高精度同步 伺服是多轴应用的首选，需专用控制器

误差在行程末端校正 实时连续误差校正 伺服是精确定位的首选；为提高精度，可能需要反间隙螺母

无需编码器（可开环） 必需编码器

系统简单 系统复杂

可能失步 不会失步

无需调优 调优至关重要 伺服调优不当会严重影响执行器性能

标准尺寸便于安装互换 尺寸不标准化带来挑战 选用伺服前需确认其能与执行器安装兼容，可能需要特殊电机座和联轴器

步进电机适合对成本敏感、低速高扭矩、系统简单的应用，且可无需编码器开环运行。

伺服电机适用于高速、高精度、高动态响应、需实时同步或多轴协调的场景，但系统复杂且成本较高。

在选择时，应综合考虑速度、扭矩、精度、成本及系统集成要求，并确保电机与执行器之间的机械与电气兼容性。