闭环步进电机与伺服电机对比分析哪个好？

伺服电机具有哪些缺陷？

闭环步进电机与伺服电机对比分析哪个好？

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陈平

2021-9-27 09:56:03

市场上常见3D打印机电机选用的是开环步进电机，出于成本、体积、控制算法实现难以程度，开环步进电机可以达到acceptable的控制效果。
  伺服电机是被现在的工程师们所推崇和津津乐道的，提到运动控制不谈伺服电机几乎不可想象，工程师们痴迷于伺服电机的闭环控制，沉醉于高响应和高速性及高精度的优点，真正地“三高”。但是，正所谓尺有所短，寸有所长，伺服电机也有它不可避免的如下缺陷：
  1. 无法静止

  由于采用闭环控制，伺服电机本身结构和电机的特性决定，伺服电机在停止时无法绝对静止，在负载扰动小或者伺服电机的参数调试良好的情况下，伺服电机始终在正负1个脉冲之间波动（可以通过观察伺服驱动器上关于编码器位置的数值，它一直在正负1之间波动）。在图像处理场合这就是一个影响精度的因素。
　　
  2. 过冲

  在由高速转为低速或者静止时，不可避免地要过冲一段距离，然后在纠正回来。当控制器发一个脉冲给伺服电机时，伺服电机往往不是走一个脉冲，而是走3个脉冲，然后在回退2个脉冲。这对那些需要一个脉冲一个脉冲运动的场合，绝对不允许过冲的场合时致命的。
　　
  3. 调试复杂

  伺服驱动器内动辄上百个参数，使用说明书几百页，着实让新手发怵；更换一个品牌的伺服电机，也会让老手着实头痛。这也为售后服务和维修带来了大量的工作。
  4. 低速蠕动

  在低速时伺服电机的运行会出现蠕动或者称之为爬行。
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闭环步进电机就完美地解决了以上问题。
　　

  由于闭环步进电机不是简单的给步进电机配一个编码器了事，而是按照伺服电机系统的工作原理进行设计和开发。它采用32位的DSP做为主处理器，以保证整个系统的高响应和高速，可以做到每隔25微秒就可以调整一次电机的电流，标配10000个脉冲/圈的编码器，而且是金属码盘的编码器，既保证了精度，也保证了对环境、温度和振动的高适应性、稳定性和可靠性，甚至优于采用玻璃码盘编码器的伺服电机。
  1.首先，闭环步进电机由于是电机的本体是步进电机，在静止时是绝对静止不动的。
  2.其次，闭环步进电机由于结合了步进电机的特点和伺服的控制方式，所以不会过冲（因为步进电机的特点就是不会过冲）。
  3.第三，调试和使用非常简单，只需要调节驱动器的3个电位器的位置，不仅设备制造商可以使用，而且设备使用商也可以使用，对使用者的要求极低。
  4.第四，驱动器采用真正地正弦波、向量和滤波方式控制电流，最低转速可以控制在0.2转/分，而且电机运行非常平稳和稳定，这一点甚至是伺服电机都无法做到（一般伺服电机理论上可以做到1转/分，实际的应用场合是无法做到1转/分，大致在5rpm以上）。

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