步進(jìn)電機(jī)發(fā)展迅速，源于國(guó)內(nèi)數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展。隨著閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的出現(xiàn)，現(xiàn)在人們有了更多的選擇。那么，步進(jìn)電機(jī)和閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)有什么區(qū)別呢？如何判定設(shè)備上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)選型步進(jìn)電機(jī)還是閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)呢？

首先，需了解步進(jìn)電機(jī)與閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的差異。

1、控制精度不同。

兩相混合步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為1.8°和0.9°，三相混合步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為1.2°和0.6°，五相混合步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為0.72°和0.36°。還有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角較小。混合步進(jìn)電機(jī)可以通過驅(qū)動(dòng)器的撥號(hào)開關(guān)進(jìn)行細(xì)分，將電機(jī)的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)細(xì)分為200、400、800甚至51200。

閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以山社1000線閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)為例。對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)1000線編碼器的電機(jī)，由于驅(qū)動(dòng)器采用四倍頻技術(shù)，脈沖當(dāng)量為360/10000=0.036。對(duì)于帶有17位編碼器的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360/131072=9.89秒。是步進(jìn)電機(jī)1.8°的脈沖當(dāng)量的1/655。

2、低頻特性不同。

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)容易發(fā)生低頻振動(dòng)。振動(dòng)頻率與負(fù)載和驅(qū)動(dòng)性能有關(guān)。一般認(rèn)為振動(dòng)頻率是電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)行非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)低速工作時(shí)，通常應(yīng)使用減震技術(shù)來克服低頻振動(dòng)，如在電機(jī)上添加減震器或在驅(qū)動(dòng)器上使用細(xì)分技術(shù)。

閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行非常穩(wěn)定，即使低速也不會(huì)振動(dòng)。閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)具有共振抑制功能，可覆蓋機(jī)械剛性不足，系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率分析功能(FFT)，可檢測(cè)機(jī)械共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

3、矩頻特性不同。

步進(jìn)電機(jī)的輸出扭矩隨著轉(zhuǎn)速的上升而下降，高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，因此其最高工作轉(zhuǎn)速一般為300~600RPM。閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)為恒扭矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi)，可輸出額定扭矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

4、過載能力不同。

步進(jìn)電機(jī)一般沒有過載能力。閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)過載能力強(qiáng)。以山社閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)為例，具有速度過載和扭矩過載能力。它的最大扭矩是額定扭矩的三倍，可以用來克服慣性負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)的慣性扭矩。步進(jìn)電機(jī)由于沒有這種過載能力，在選擇時(shí)往往需要選擇扭矩較大的電機(jī)來克服這種慣性扭矩，而機(jī)器在正常工作時(shí)不需要這么大的扭矩，導(dǎo)致扭矩浪費(fèi)。

5、運(yùn)行性能不同。

步進(jìn)電機(jī)的控制是開環(huán)控制。啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大，容易丟失或堵塞。停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高，容易過沖。因此，為了保證其控制精度，應(yīng)處理升降問題。閉環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可以直接取樣電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)，內(nèi)部形成位置環(huán)和速度環(huán)。一般來說，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)丟失或過沖，控制性能更可靠。

6、速度響應(yīng)性能不同。

步進(jìn)電機(jī)從靜態(tài)加速到工作轉(zhuǎn)速(通常每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)具有良好的加速性能。以山社閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)為例，從靜態(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速3000RPM只需要幾毫秒，可用于需要快速啟動(dòng)和停止的控制場(chǎng)合。

閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)在許多性能上優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。然而，在一些要求不高的情況下，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)常被用作執(zhí)行電機(jī)。因此，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合考慮控制要求、成本等因素，選擇合適的控制電機(jī)。如需要快速啟停，位置，速度等反饋的場(chǎng)合，選型閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)更合適一些。