工控工业电器技术自然界中的步进闭环交流伺服三类电机驱动方案对比
导语：本文旨在探讨步进、闭环步进和交流伺服三种电机驱动方案的特点与对比，助力工程师选择最适合自动化设备应用需求的产品。本文将深入分析每种驱动方案的性能参数，对比表格，以及实例选型，以期为读者提供全面而准确的信息。
步进、闭环步进、交流伺服产品对比
表一：步进、闭环步进、伺服产品性能对比表
图一：闭环步進和伺服位置跟踪誤差示意圖
表二：步進、高精度閉環、高精度伺服選型實例一覽表
步進電機
步進電機是一種將數字脈衝信號轉化為角位移的執行機構。當接收到一個脉冲信号，它就會驅動電機按設定的方向轉動一個固定的角度，即所謂之「一步」。
2.1 步進電機參數介紹：
保持轉矩：當電機在低速運行時，其輸出力矩較高，一般在800rpm以上力矩下降加快。
矩頻曲線描述了電機輸出力的關係與速度變化。
轉子惯量：影響整個系統響應速度，過大則導致系統反應遲緩。
步距角（或稱單脈沖位移）：指的是每次脈沖後，馬達旋轉的一定角度。
關閉式（閉環）運動控制器（Closed-loop Motion Controller）
關閉式運動控制器通過連接到馬達上的編碼器來檢測其位置，並根據這些讀取到的數據進行調整以實現更精確的地點控制。
交直流無刷永磁馬達（AC Servo Motor）
交直流無刷永磁馬達是由交直流無刷永磁馬達及相關驅動裝置組成，用於需要高精度和快速響應性的自動化設備中，如印刷設備等。
三種技術對比總結：
a) 選擇適合性考慮：
i) 高速插补运动要求较强机械连接刚性且负载惯量小于转子惯量3倍时，应選用交流伺服；
ii) 需要稳定输出力矩且负载惯量小于转子惯量5倍时，可以考虑使用闭环或交流伺服；
iii) 对噪音振动发热有较高要求且不需要高速运动，则可選用开环或者闭环；
結語：
本文通过對照各類產品性能參數，展示了如何基於不同自動化設備應用的特點來選擇適合的手段。在未來工業4.0時代背景下，這些知識將對提升生產效率和提高產品質量至关重要。