步進電機與伺服電機之對比 根據(jù)傳統(tǒng)的觀念，在需要速度超過800 RPM以及需要高動態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中，伺服控制系統(tǒng)性能更為出色。步進電機則更適合用于速度較低、低到中等加速度、需要較高保持轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用。那么這種關(guān)于步進電機和伺服電機的傳統(tǒng)觀念的依據(jù)是什么呢？下面讓我們來詳細分析下。 1、結(jié)構(gòu) 步進電機采用步進方式轉(zhuǎn)動，利用磁線圈逐步拉動一個磁體，使其從一個位置到達下一個位置。要使電機在任何方向移動100個位置，電路都需要對電機進行100次步進操作。步進電機利用脈沖實現(xiàn)遞增運動，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實現(xiàn)精確定位。
伺服電機的運動方法是不同的。它在磁轉(zhuǎn)子上連接一個位置傳感器– 即編碼器 – 會持續(xù)檢測電機的準確位置。伺服會監(jiān)控電機實際位置和指令位置之間的差異，并對電流進行相應(yīng)的調(diào)整。這種閉環(huán)系統(tǒng)可以使電機保持在正確的運動狀態(tài)。 2、簡便性和成本 步進電機不僅比伺服電機成本低，而且調(diào)試和維護都更加簡單。步進電機在靜止狀態(tài)是穩(wěn)定的，并能保持位置（即使是采用動態(tài)負載）。不過，如果某些應(yīng)用場合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復(fù)雜的伺服電機。 3、定位 在需要隨時了解機器準確位置的應(yīng)用中，步進電機和伺服電機有重要差別。在通過步進電機控制的開環(huán)運動應(yīng)用中，控制系統(tǒng)認為電機始終處于正確的運動狀態(tài)。不過，在遇到問題以后，比如因為部件卡住而導(dǎo)致電機失速，控制器就無法了解機器的實際位置，從而導(dǎo)致失位。伺服電機本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個優(yōu)勢：如果其被一個物體卡住，會立刻檢測到。機器會停止操作，始終不會失位。 4、速度和轉(zhuǎn)矩 步進電機和伺服電機的性能差異源自他們不同的電機設(shè)計方案。步進電機的極數(shù)比伺服電機多得多，因此步進電機旋轉(zhuǎn)一整圈，所需的繞組電流交換次數(shù)要多得多，從而導(dǎo)致在速度增加的情況下，其轉(zhuǎn)矩迅速下降。另外，如果達到了****轉(zhuǎn)矩，步進電機可能會失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應(yīng)用中，伺服電機都是****方案。與此相反，步進電機較多的極數(shù)在低速狀態(tài)下具有優(yōu)勢，因為此時步進電機與同等尺寸的伺服電機相比具有轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢。隨著速度的增加，步進電機的轉(zhuǎn)矩會下降 5、熱和能耗 開環(huán)步進電機采用固定電流，并會散發(fā)大量熱量。閉環(huán)控制只提供速度環(huán)路所需的電流，因此避免了電機發(fā)熱問題。 比較總結(jié)
伺服控制系統(tǒng)最適合涉及到動態(tài)負載變化的高速應(yīng)用，比如機械臂。步進控制系統(tǒng)則更適合需要低到中加速度和高保持轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用，比如3D打印機、傳送帶、副軸等。因為步進電機成本更低，所以在使用之后，可以降低自動化系統(tǒng)的成本。運動控制系統(tǒng)如果需要利用伺服電機的特性，就必須證明這些成本較高的電機物有所值。 在閉環(huán)技術(shù)進步的推動下，步進電機能夠滲透到以前完全屬于伺服電機的高性能、高速度應(yīng)用領(lǐng)域
采用閉環(huán)技術(shù)的步進電機
如果能將閉環(huán)伺服技術(shù)優(yōu)勢適用于步進電機，那么效果會如何呢？ 我們是否能在實現(xiàn)步進電機成本優(yōu)勢的同時，達到與伺服電機相仿的性能呢？ 通過結(jié)合閉環(huán)控制技術(shù)，步進電機將會成為一個同時具備伺服和步進電機優(yōu)點的低成本的綜合性產(chǎn)品。因為閉環(huán)步進電機能夠顯著提高性能和能效，所以可以在越來越多的高標準應(yīng)用中取代更昂貴的伺服電機。
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