欢迎您来到雷竞技官网官方网站入口
来源：雷竞技官网官方网站入口 发布时间：2024-01-02 04:37:36
步进电机开环控制的方式简单、易于实现、价格较低，但在这种控制方式下，转子实时位置对整个控制系统没有反馈作用，使得步进电机一度不适合在精度要求更加苛刻、高速运行和响应能力快的一些领域中的应用。实际上，简单的判断其优点缺点带有片面性，数十年前，可以说“步进电机没有伺服电机的精度高”确实存在，但随着精密制造及驱动控制技术的进步，步进的技术也在改进，依然保持着重要的行业地位。
伺服来自英文servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。伺服系统除了能进行速度与转矩控制外，还能够直接进行精确、快速、稳定的位置控制。伺服驱动器属于自动化控制管理系统中的驱动层，伺服电机属于执行层，编码器通常内置在伺服电机末端。
步进电机存在着某些自身固有的不足之处，例如：开环系统的低可靠性；低速存在共振区，运行噪音较高；无过载能力，易失步；能量转化效率低，自身损耗及发热较高；动态响应慢，加减速低等等，这些限制了步进电机在一些要求高效率、高速高响应、高可靠性的场合中的应用，同时也是时下众多运动控制管理系统制造商攻克的重要课题之一。
从上表能够准确的看出，伺服系统在许多性能方面的确优于步进电机，而在控制管理系统的设计过程中要考虑控制要求、成本等多方面的因素来选用适当的电机。伺服系统在一些性能方面都优于步进电机，但是步进电机有其自身的特性：
1、伺服精度略高于步进电机，但是大多数场合，步进的分辨率已远高于机械要求的精度（如鸣志高精度混合式步进电机可精确的以0.9°小增量步距角运动，与微分步进驱动器配合使用可进一步提升）。与之相对的，伺服电机在高分辨率低速度时会反复对位置，以至于出现微抖动，在一些极高精度的设备上，比如精密玉石雕刻机、高精度低速机器人上，这样的抖动会造成圆弧上的锯齿，或者模糊；而特殊处理过的步进电机确能解决这一问题。
2、在一些分度控制的应用中，步进电机转到角度停止，锁定力矩较大，伺服则是在受外力位置丢失以后再找回位置，这样的一个过程会造成加工误差。
3、调试复杂：伺服驱动器涉及的参数多、使用手册长，且不一样的品牌的驱动器区别可能很大。
伺服系统响应能力快、高速性能好的优点突出，通过一系列分析其操控方法得知其主要是采用矢量控制技术和闭环控制来获得高性能的，但其在一些对成本敏感的应用场合受到了限制。而通过细分驱动、添加闭环控制等方式，步进一样能达到很高的控制精度，两者的发展并不对立的，信息化技术持续不断的发展为步进电机与伺服电机均赢得了广泛的市场空间，在某一些场合下，两者交互发展。
当前，成本更低的步进电机正在逐渐渗透到原本被高成本伺服电机所支配的应用领域。其核心是高适应性电流调节和控制信号的反馈，与伺服电机的控制方式相同，通过编码器信号检测转子位置，在电机绕组中产生对应的正弦波电流，磁场的矢量控制确保了定子的磁场方向总是垂直于转子磁场，而磁场强度则精确地对应于所要求的转矩。相比一个同尺寸的伺服电机，当转速维持在其额定转速的20%-50%时，步进伺服电机所获得的持续扭矩理论上是伺服电机的2-3倍，并且由于步进电机的价格低，步进伺服成为理想的经济型方案。
通过调研了解到，一家自动化企业每年要制造和销售数百台制造木质窗框的精密数控机床，该应用需要实现精确的同步化和高转矩，每台机器大约需要20-30个伺服电机。但体现出两个问题：
2、因为单体式机柜安装伺服编码器需要大量额外的连线，增加了安装时间以及维护复杂度。若使用较低成本的闭环步进电机可以在一定程度上完成性能目标，那公司会用其来取代更昂贵的伺服电机从而在市场之间的竞争中获得优势。公司首先用闭环步进电机来取代一台机器上的伺服电机作为试点，除电机以外其他设置保持不变，包括运动控制器和通信协议（CANopen）都与原来一样；另外，因与驱动控制板集成在一起，所需连线更少，达到了明显的简化效果。仅过几个月后，在技术上的支持下公司建造了自己的步进型机器，其性能与标准伺服机器相仿。再经过了为期一个月的试验后，精度、加速度、能耗、和其他关键性能指标先后达标。公司确定：采用闭环步进电机的机器不仅满足了所有规格和机器性能要求，而且还将每台机器的复杂度和切割成本降低了5%以上。公司现在已开始在300台新机器上采用。
闭环步进电机改变了很多运动控制应用中的性能-成本比。尤其适合多轴应用、负载变化的定位任务，以及要求安静操作、整定时间短和精确定位的应用。目前，闭环步进电机已经用于木材加工、医疗、印刷、牙科研磨及众多其他高标准应用领域，这些以往都是伺服电机的专属应用领域。
友情链接:
