步進伺服電機的工作原理
步進伺服電機是如何工作的？步進伺服電機是一種機電設(shè)備，可根據(jù)提供的電流和電壓產(chǎn)生扭矩和速度。步進伺服電機作為閉環(huán)系統(tǒng)的一部分工作，根據(jù)伺服控制器的命令提供扭矩和速度，利用反饋裝置來閉環(huán)。反饋裝置向伺服控制器提供電流、速度或位置等信息，伺服控制器根據(jù)指令參數(shù)調(diào)整電機動作。

步進伺服電機有多種類型、形狀和尺寸。伺服一詞最早由 Joseph Facort 于 1859 年使用，他實施了一種反饋機制來幫助用蒸汽操縱船舶以控制方向舵。步進伺服電機是伺服機構(gòu)的一部分，由三個關(guān)鍵元件組成——電機、反饋裝置和控制電子設(shè)備。電機可以是交流或直流、有刷或無刷、旋轉(zhuǎn)或線性以及任何尺寸。反饋裝置可以是電位計、霍爾效應(yīng)裝置、轉(zhuǎn)速計、旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器、線性傳感器或任何其他合適的傳感器。完成伺服系統(tǒng)的是控制電子設(shè)備，它為電機供電并比較反饋數(shù)據(jù)和命令參考，以驗證步進伺服電機是否按命令運行。步進伺服電機應(yīng)用的種類很多，從用于業(yè)余愛好應(yīng)用（例如模型飛機）的簡單直流電機到由用于多軸加工中心的復(fù)雜運動控制器驅(qū)動的復(fù)雜無刷電機。常見伺服機構(gòu)的一個例子是車輛巡航控制，它由發(fā)動機（電機）、速度傳感器（反饋）和用于將車速與設(shè)定速度進行比較的電子設(shè)備組成。如果車輛減速，傳感器會將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會增加發(fā)動機的燃氣量，以將速度提高到所需的設(shè)定點——這是一個簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。速度傳感器（反饋）和用于比較車速與設(shè)定速度的電子設(shè)備。如果車輛減速，傳感器會將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會增加發(fā)動機的燃氣量，以將速度提高到所需的設(shè)定點——這是一個簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。速度傳感器（反饋）和用于比較車速與設(shè)定速度的電子設(shè)備。如果車輛減速，傳感器會將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會增加發(fā)動機的氣體量，以將速度提高到所需的設(shè)定點——這是一個簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。

一個簡單的步進伺服電機由一個帶有集成轉(zhuǎn)速計的永磁直流電機組成，該轉(zhuǎn)速計提供與速度成正比的輸出電壓。驅(qū)動電子設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)速計反饋的電壓向電機提供必要的電壓和電流。在此示例中，在驅(qū)動器中設(shè)置了命令速度（表示為命令參考電壓），然后驅(qū)動器中的電路會比較轉(zhuǎn)速計反饋電壓并確定是否已達到所需速度 - 稱為閉合速度回路。速度回路監(jiān)控指令速度和轉(zhuǎn)速計反饋，而驅(qū)動器調(diào)整電機的功率以保持所需的指令速度。在更復(fù)雜的步進伺服電機系統(tǒng)中，會調(diào)整多個嵌入式回路以獲得更佳性能，以提供的運動控制。該系統(tǒng)由利用精密反饋元件的電流、速度和位置環(huán)組成。每個回路向后續(xù)回路發(fā)出信號并監(jiān)控適當(dāng)?shù)姆答佋赃M行實時校正以匹配命令參數(shù)?；净芈肥请娏骰蚺ぞ鼗芈?。電流與旋轉(zhuǎn)電機中的扭矩（或線性電機中的力）成正比，后者提供加速度或推力。電流傳感器是提供與流過電機的電流相關(guān)的反饋的裝置。傳感器將信號發(fā)送回控制電子設(shè)備 - 通常是與電機電流成比例的模擬或數(shù)字信號。從命令信號中減去該信號。當(dāng)步進伺服電機處于指令電流時，循環(huán)將被滿足，直到電流下降到指令電流以下。然后循環(huán)將增加電流直到達到命令電流，循環(huán)以亞秒更新速率繼續(xù)。

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