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闭环步進電機与伺服電機的应用优势特点对比

时间:2020-10-27 12:53


        市场上常见3D打印机电机选用的是开环步進電機,出于成本、体积、控制算法实现难以程度,开环步進電機可以達到令人滿意的控制效果。
 
伺服電機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電機几乎不可想象,工程师们痴迷于伺服電機的闭环控制,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,伺服電機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,伺服電機本身结构和电机的特性决定,伺服電機在停止时无法绝对静止,在负载扰动小或者伺服電機的参数调试良好的情况下,伺服電機始终在正负1个脉冲之间波动(可以通过观察伺服驅動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電機时,伺服電機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。 
 
步進電機
 
3. 调试复杂
伺服驅動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電機,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
在低速时伺服電機的运行会出现蠕动或者称之为爬行。 
 
闭环步進電機就完美地解決了以上問題。 
由于闭环步進電機不是简单的给步進電機配一个编码器了事,而是按照伺服電機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電機。
 
1.首先,闭环步進電機由于是电机的本体是步進電機,在静止时是绝对静止不动的。
 
2.其次,闭环步進電機由于结合了步進電機的特点和伺服的控制方式,所以不会过冲(因为步進電機的特点就是不会过冲)。
 
3.第三,調試和使用非常簡單,只需要調節驅動器的3個電位器的位置,不僅設備制造商可以使用,而且設備使用商也可以使用,對使用者的要求極低。
 
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,这一点甚至是伺服電機都无法做到(一般伺服電機理论上可以做到1转/分,实际的应用场合是无法做到1转/分,大致在5rpm以上)。