步進(jìn)電機(jī)替代伺服電機(jī)方案

風(fēng)芒不漏

伺服電機(jī)對(duì)比步進(jìn)電機(jī)最明顯的特征是有閉環(huán)系統(tǒng)，可以更加精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)了位置，速度，力矩的閉環(huán)控制，客服步進(jìn)電機(jī)失步的問題。但隨著技術(shù)的進(jìn)步正在改變步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)之間的性能成本比。在采用了閉環(huán)技術(shù)后，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)為用戶提供出色的精度和效率，既能達(dá)到伺服電機(jī)的性能，又具有步進(jìn)電機(jī)的低價(jià)優(yōu)勢(shì)。成本更低的步進(jìn)電機(jī)正在逐漸滲透到原本被高成本伺服電機(jī)所支配的應(yīng)用領(lǐng)域，其具體考量是否用閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)取代伺服電機(jī)主要有以下兩點(diǎn) ：

1簡(jiǎn)便性和成本

步進(jìn)電機(jī)不僅比伺服電機(jī)成本低，而且調(diào)試和維護(hù)都更加簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)是穩(wěn)定的，并能保持位置（即使是采用動(dòng)態(tài)負(fù)載）。不過，如果某些應(yīng)用場(chǎng)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(jī)。

2 速度和轉(zhuǎn)矩  

根據(jù)步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的特性，在速度超過800 RPM以及需要高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中，伺服控制系統(tǒng)性能更為出色。而步進(jìn)電機(jī)則更適合用于速度較低、需要保持較高轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場(chǎng)所。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的極數(shù)比伺服電機(jī)多得多，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，所需的繞組電流交換次數(shù)要多，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(dá)到了最大轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)可能會(huì)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(jī)都是首選方案。與此相反，步進(jìn)電機(jī)較多的極數(shù)在低速狀態(tài)下具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇藭r(shí)步進(jìn)電機(jī)與同等尺寸的伺服電機(jī)相比具有轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢(shì)。

綜合以上兩點(diǎn)伺服控制系統(tǒng)最適合涉及到動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的高速應(yīng)用，比如機(jī)械臂。步進(jìn)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(jī)、傳送帶、副軸等。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)成本更低，所以在使用之后，可以降低自動(dòng)化系統(tǒng)的成本。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)如果需要利用伺服電機(jī)的特性，就必須要考量成本較高的伺服電機(jī)是否物有所值。

接下來以立三兩款閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)替換松下兩款伺服電機(jī)來說：

電機(jī)	型號(hào)	功率	閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)替代品
松下伺服電機(jī)	MSMD012G1U	100W	LS42E06（0.6/N.M）
松下伺服電機(jī)	MSMF042L1U2M	400W	LS60E35（3.5/N.M）

所以當(dāng)速度要求不是很高，從控制成本來考慮的話，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)在一定程度上是可以替換伺服電機(jī)的.

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