伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)具有相似的結(jié)構(gòu)，并具有相同的基本工作原理。兩種電機(jī)類型都包含一個(gè)帶永磁體的轉(zhuǎn)子和一個(gè)帶有線圈繞組的定子......兩者都是通過給定子繞組通電或施加直流電壓來操作的。然后，這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子移動(dòng)。然而，這是伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)之間的相似性結(jié)束的地方。
步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法
步進(jìn)電機(jī)有50到100個(gè)極，是兩相裝置。
相比之下，伺服電機(jī)有4到12極，是三相裝置。
更重要的是，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的正弦波的頻率隨速度而變化......但幅度是恒定的。
另一方面，伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生具有可變頻率和幅度的正弦波 - 允許它們控制速度和扭矩。
步進(jìn)電機(jī)的控制方法
傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)在接收到推進(jìn)一定數(shù)量脈沖的命令時(shí)會(huì)移動(dòng)，這些脈沖與距離相關(guān)。步進(jìn)器被認(rèn)為是開環(huán)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈內(nèi)鄙俜答仚C(jī)制來驗(yàn)證是否已達(dá)到目標(biāo)位置。伺服電機(jī)也會(huì)在接收到來自控制器的命令信號時(shí)移動(dòng)。與步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的開環(huán)操作相比，伺服電機(jī)是閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)置編碼器可連續(xù)地與控制器通信，進(jìn)行任何必要的調(diào)整以確保達(dá)到目標(biāo)位置。
在步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中，如果可用的電機(jī)轉(zhuǎn)矩不足以克服負(fù)載，則電機(jī)將停止或跳過一個(gè)或多個(gè)脈沖，從而在所需位置和到達(dá)的實(shí)際位置之間產(chǎn)生差異。為避免這種情況，步進(jìn)電機(jī)通常尺寸過大，以確保最壞情況負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電機(jī)可用轉(zhuǎn)矩之間存在較大差距。但是可以選擇超大電機(jī)。通過添加編碼器并在閉環(huán)模式下運(yùn)行，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)可以像伺服電機(jī)一樣實(shí)現(xiàn)位置監(jiān)控和控制。
在閉環(huán)模式下操作步進(jìn)電機(jī)的最直接方法是比較基于步數(shù)應(yīng)達(dá)到的理論位置，以及基于編碼器反饋達(dá)到的實(shí)際位置。如果目標(biāo)位置和實(shí)際位置之間存在差異，則控制器啟動(dòng)校正移動(dòng)。
雖然上述方法是反應(yīng)性的，但在完成移動(dòng)后校正電機(jī)的位置，閉環(huán)步進(jìn)器也可以連續(xù)監(jiān)測位置步驟和編碼器反饋（通常安裝在負(fù)載上）之間的差異。通過連續(xù)反饋，可以通過增加脈沖速率，暫時(shí)增加電流或調(diào)整步進(jìn)角來實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。
在閉環(huán)模式下操作步進(jìn)電機(jī)的第三種方法采用正弦換向。如果轉(zhuǎn)子和定子磁場沒有正確對齊，編碼器會(huì)調(diào)整電機(jī)電流，使其與移動(dòng)或保持負(fù)載所需的扭矩完全匹配。因?yàn)榉答佊糜谕ㄟ^操縱電動(dòng)機(jī)電流來控制轉(zhuǎn)矩，所以該模式有時(shí)被稱為伺服控制。在伺服控制模式下，步進(jìn)電機(jī)基本上就像一個(gè)高極數(shù)伺服電機(jī)，但沒有傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)所表現(xiàn)出的噪音和共振，提供更平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)和更精確的控制。由于電流是動(dòng)態(tài)的，而不是像傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)那樣恒定，因此很大程度上避免了電機(jī)加熱的問題。
閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)消除了傳統(tǒng)開環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)，使其性能與伺服電機(jī)相似。但伺服電機(jī)在需要高速，高速高扭矩或能夠處理變化負(fù)載的應(yīng)用中甚至優(yōu)于閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。
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