Schrittmotor vs. Servomotor

Wann ist welcher Antrieb sinnvoll? – Technischer Vergleich für industrielle Anwendungen

Wer einen präzisen Elektromotor für industrielle Anwendungen auswählt, steht häufig vor der Grundsatzfrage:
Schrittmotor oder Servomotor?

Beide Antriebstechnologien sind in der Automatisierung etabliert – unterscheiden sich jedoch deutlich in Regelungskonzept, Dynamik, Effizienz und Kostenstruktur. Dieser Fachartikel ordnet die Unterschiede fachlich korrekt ein und liefert praxisnahe Entscheidungskriterien für Konstrukteure und Projektverantwortliche.

 

Grundprinzipien im Vergleich

Schrittmotor – offene Positionierung ohne Feedback

Ein Schrittmotor bewegt sich in diskreten Winkelschritten, die durch die sequentielle Bestromung der Wicklungen erzeugt werden.
Die Position ergibt sich aus der Anzahl der ausgeführten Schritte – klassisch ohne Encoder (Open Loop).

Typische Merkmale:

  • definierte Schrittwinkel (z. B. 1,8°)

  • hohes Haltemoment im Stillstand

  • einfache Ansteuerung

  • reproduzierbares Verhalten bei definierten Lasten

⚠ Wichtig:
Bei Überlast kann es zu Schrittverlusten kommen, die ohne Rückmeldung unbemerkt bleiben – kein Regelungsfehler, sondern Systemeigenschaft.

 

Servomotor – geschlossene Regelung mit Feedback

Ein Servomotor ist meist ein permanenterregter Synchronmotor (PMSM) oder BLDC-Motor mit Encoder.
Er arbeitet in einem Closed-Loop-Regelkreis, der Position, Drehzahl und Strom kontinuierlich nachregelt.

Typische Merkmale:

  • sehr hohe Dynamik

  • exakte Positionierung auch bei variabler Last

  • hoher Wirkungsgrad im Betrieb

  • komplexere Inbetriebnahme

Servomotoren „wissen“, wo sie stehen – Schrittmotoren nehmen es an.

 

Schrittmotor vs. Servomotor – Technischer Vergleich

Kriterium Schrittmotor Servomotor
Positioniergenauigkeit Hoch bei definierten Lasten Sehr hoch durch Encoder
Regelung Offen (Open Loop), optional Closed Loop Geschlossen (Closed Loop)
Dynamik & Drehmoment Sehr gut bei niedrigen Drehzahlen Sehr gut auch bei hohen Drehzahlen
Stillstand & Haltekraft Sehr hoch ohne Bremse Gering ohne aktive Regelung
Effizienz Geringer bei Dauerbestromung Hoch im geregelten Betrieb
Sensorik meist keine erforderlich Encoder zwingend
Systemkosten niedrig bis mittel mittel bis hoch
Komplexität gering hoch

👉 Closed-Loop-Schrittmotoren liegen funktional zwischen beiden Welten und sind eine zunehmend relevante Hybridlösung.

 

Typische Einsatzgebiete

Typische Anwendungen für Schrittmotoren

  • Dosiersysteme und Ventilantriebe

  • Medizinische Geräte

  • Etikettier- und Pick-&-Place-Systeme

  • Positionierer mit definierten Lasten

  • Geräteautomatisierung mit niedriger bis mittlerer Dynamik

 

Typische Anwendungen für Servomotoren

  • CNC-Achsen und Werkzeugmaschinen

  • Verpackungsmaschinen mit hoher Taktzahl

  • Robotik und Mehrachssysteme

  • Anwendungen mit stark wechselnden Lasten

  • Prozesse mit kontinuierlicher Bahnregelung

 

Entscheidungskriterien für Konstrukteure

1. Dynamik und Lastwechsel

Wenn schnelle Lastwechsel oder hohe Beschleunigungen auftreten → Servomotor.

2. Kosten und Systemkomplexität

Bei klar definierten Bewegungen ohne Feedbackpflicht → Schrittmotor.

3. Stillstand mit Haltekraft

Wenn der Antrieb häufig positioniert verharrt, ohne Bremse → Schrittmotor im Vorteil.

4. Energieeffizienz und Wärme

Bei Dauerbetrieb mit wechselnden Drehzahlen → Servomotor effizienter.

5. Platz, Integration, Robustheit

Weniger Komponenten, weniger Kabel, weniger Parametrierung → Schrittmotor.

 

Fazit: Die Anwendung entscheidet – nicht die Technologie

Es gibt keinen pauschal besseren Antrieb.
Die richtige Wahl ergibt sich aus Lastprofil, Dynamik, Kostenrahmen und Systemanforderungen.

  • Schrittmotoren überzeugen durch Einfachheit, Haltekraft und Wirtschaftlichkeit

  • Servomotoren glänzen bei Dynamik, Effizienz und variabler Last

Unternehmen wie die MICROSTEP GmbH betrachten daher nicht den Motor isoliert, sondern das gesamte Antriebssystem – inklusive Regelung, Mechanik und Anwendung.