Серводвигатель — это, по определению, тот, который работает по замкнутому контуру с обратной связью для управления положением двигателя, скоростью или крутящим моментом. Из двигателей, работающих по разомкнутому контуру, без устройства обратной связи, шаговые двигатели являются наиболее распространенным типом. Несмотря на различные механизмы управления, шаговые и серводвигатели имеют несколько общих характеристик. Во-первых, они оба имеют ротор с постоянными магнитами и статор с обмотками катушки. Во-вторых, оба типа двигателей синхронны, что означает, что ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле статора. Однако, несмотря на эти сходства, между сервоприводами и шаговыми двигателями существуют два физических различия, которые придают им совершенно разные рабочие свойства.

Основное различие между сервоприводами и шаговыми двигателями заключается в том, что сервоприводы являются устройствами с замкнутым контуром, а шаговые двигатели работают с разомкнутым контуром. Это означает, что серводвигатели имеют своего рода механизм физической обратной связи — обычно поворотный энкодер или преобразователь — для “замыкания цикла”, сравнивая предполагаемое положение двигателя с его фактическим положением и гарантируя, что заданное положение достигнуто. Шаговые двигатели, с другой стороны, не включают в себя устройство для обеспечения обратной связи. (Обратите внимание, что шаговый двигатель мочьработает в режиме замкнутого контура с добавлением внешней обратной связи, такой как линейный энкодер.)

Работа в режиме разомкнутого контура означает, что шаговые двигатели постоянно потребляют полный ток — даже в режиме холостого хода — и выделяют тепло, которое необходимо учитывать и снижать в некоторых приложениях. Но подача постоянного тока позволяет им создавать более высокий удерживающий момент, чем серводвигателям. И наоборот, поскольку серводвигатели работают в ответ на обратную связь, они потребляют только ток, необходимый для выполнения заданного перемещения. Меньшее количество тепла, выделяемого при непрерывной работе, также позволяет сервоприводам обеспечивать кратковременный уровень крутящего момента, известный как пиковый крутящий момент, который намного превышает их номинальный уровень при непрерывной работе, что облегчает быстрое ускорение или кратковременное нажатие или удержание.

Еще одним физическим различием между сервоприводами и шаговыми двигателями является количество магнитных полюсов, используемых в двигателях каждого типа. Серводвигатели имеют всего несколько полюсов — обычно от 2 до 8, — в то время как шаговые двигатели обычно имеют 50 или 100 полюсов. Большее количество полюсов, присущее шаговым двигателям, позволяет им точно перемещаться в заданное положение без необходимости обратной связи (см. выше). Сервоприводы, с другой стороны, не могут точно контролировать свое положение без использования устройства обратной связи.

При меньшем количестве полюсов и меньшей индуктивности в обмотках серводвигатели могут поддерживать свой выходной крутящий момент при увеличении частоты вращения двигателя лучше, чем шаговые двигатели. Это также придает серводвигателям более высокую динамику и способность выполнять быстрые движения. С другой стороны, большое количество полюсов в шаговых двигателях позволяет им работать очень плавно на низких скоростях, что делает их наилучшими для низкоскоростных применений с высоким крутящим моментом.