步進(jìn)伺服操作在三個(gè)關(guān)鍵方面與常規(guī)步進(jìn)電機(jī)操作不同
深入研究步進(jìn)伺服技術(shù)，有時(shí)也稱為閉環(huán)步進(jìn)操作（這個(gè)術(shù)語(yǔ)有點(diǎn)含糊，因?yàn)樗灿糜诿枋鍪褂镁幋a器驗(yàn)證最終位置從而“關(guān)閉”的傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制方案循環(huán)）。
一、步進(jìn)伺服操作在三個(gè)關(guān)鍵方面與常規(guī)步進(jìn)電機(jī)操作不同
第一個(gè)區(qū)別是：它需要一個(gè)編碼器連接到步進(jìn)電機(jī)，一個(gè)具有相當(dāng)高分辨率的編碼器。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的1.8度步進(jìn)電機(jī)，您需要一個(gè)每次機(jī)械旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)不少于2,000的編碼器，而對(duì)于7.2度步進(jìn)電機(jī)，500是最低限度。
第二個(gè)區(qū)別是：步進(jìn)伺服操作像無(wú)刷直流電機(jī)一樣運(yùn)行電機(jī)，并使用實(shí)際編碼器位置而不是命令位置來(lái)?yè)Q向相位角。重新繪制的力圖，下圖顯示了換向相位如何意味著步進(jìn)電機(jī)在力谷的最陡峭部分而不是在平衡點(diǎn)運(yùn)行。
第三個(gè)區(qū)別是：波形的高度和相位角不是恒定的，而是根據(jù)位置PID回路的輸出連續(xù)變化，該回路用于在命令位置上進(jìn)行伺服。同樣，這與無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行方式相同。
二、這種方式操作步進(jìn)電機(jī)有什么優(yōu)點(diǎn)？
1.沒(méi)有丟失的步驟。一個(gè)直接的優(yōu)勢(shì)是丟失步驟不再是一個(gè)問(wèn)題。作為伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)，編碼器確定步進(jìn)電機(jī)的位置，因此丟失步數(shù)的問(wèn)題不再適用。
2.減少熱量。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是步進(jìn)伺服操作可以更有效地運(yùn)行電機(jī)，這意味著電機(jī)中產(chǎn)生的熱量更少。換向電機(jī)僅輸出實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)曲線所需的扭矩量，而傳統(tǒng)控制的步進(jìn)電機(jī)以大的恒定電流驅(qū)動(dòng)，該電流必須足以應(yīng)對(duì)最壞情況下的運(yùn)動(dòng)。
3.準(zhǔn)確性。這里的準(zhǔn)確性有兩個(gè)維度。由于編碼器明確地測(cè)量電機(jī)的位置，因此消除了傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)所帶來(lái)的確定實(shí)際轉(zhuǎn)子穩(wěn)定位置的變幻莫測(cè)。第二個(gè)是定位精度與電機(jī)的每步額定度數(shù)（例如1.8度/步）和微步方案的分辨率無(wú)關(guān)。對(duì)于步進(jìn)伺服，理論位置分辨率僅由編碼器的分辨率決定，因此同一電機(jī)每轉(zhuǎn)可達(dá)到2,000個(gè)可分辨位置或1,000,000個(gè)可分辨位置，具體取決于所使用的編碼器。
4.速度平滑度。另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是改進(jìn)了速度平滑度。由于傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)控制器沒(méi)有明確測(cè)量和控制轉(zhuǎn)子位置，因此轉(zhuǎn)子角度在受外力影響時(shí)往往會(huì)稍微反彈。在步進(jìn)伺服模式下運(yùn)行的同一電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更精確的速度跟蹤。
5.噪音。使用步進(jìn)伺服技術(shù)，電機(jī)產(chǎn)生的噪音比整步或半步驅(qū)動(dòng)器小得多，甚至比微步驅(qū)動(dòng)器的噪音小。雖然不像典型的無(wú)刷直流電機(jī)那樣安靜，但步進(jìn)伺服很好地解決了經(jīng)典的步進(jìn)電機(jī)噪音問(wèn)題。
