具有閉環(huán)功能的步進(jìn)電機(jī)融合了步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。它們比標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)、共振更少，同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)位置反饋和控制，穩(wěn)定時(shí)間短，并且不再失步。在需要滿足節(jié)能、運(yùn)行平穩(wěn)及高負(fù)載承受性的要求時(shí)，它們能夠取代步進(jìn)電機(jī)。 與伺服電機(jī)相比，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢在于：可在低轉(zhuǎn)速條件下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩、穩(wěn)定時(shí)間短、定位準(zhǔn)確且無后部擺動、通常在相同尺寸下的價(jià)格更低廉。

閉環(huán)方法也被稱為通過編碼器產(chǎn)生受到磁場定向控制的正弦變換。閉環(huán)技術(shù)的核心是經(jīng)過性能調(diào)整的電流控制，以及控制信號的反饋。使用編碼器信號，將對轉(zhuǎn)子方向進(jìn)行記錄，并在電機(jī)繞組中產(chǎn)生正弦形狀的相電流。 磁場的矢量控制確保定子的磁場總是垂直于轉(zhuǎn)子磁場，而電場強(qiáng)度則精確地對應(yīng)于所需轉(zhuǎn)矩。繞組中的電流受到控制，保證電機(jī)作用力均勻一致，使電機(jī)運(yùn)行尤為平穩(wěn)，從而實(shí)現(xiàn)精確的控制。

真/假閉環(huán)

某些步進(jìn)電機(jī)雖然聲稱具有閉環(huán)功能并可配合編碼器使用，但卻不能通過正弦變換電流控制來進(jìn)行磁場定向控制。這種步進(jìn)電機(jī)只檢查步進(jìn)位置，卻不能糾正運(yùn)行中的步進(jìn)角度誤差。具有磁場定向控制功能的真正閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)能夠補(bǔ)償運(yùn)行過程中的步進(jìn)角度誤差，還能在整步內(nèi)對負(fù)載角誤差進(jìn)行糾正。

經(jīng)典步進(jìn)電機(jī)是可靠經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動器，可用于行進(jìn)至固定位置。它們在脈沖方向模式中運(yùn)行（也成為開環(huán)模式），包含一個(gè)開放的控制回路，其中的控制信號不會被反饋。其局限性是缺少位置反饋，原因是無法檢測到過載等因素所造成的步距錯(cuò)位或失步。? 此外，當(dāng)頻率較低時(shí)共振行為還會加劇，而負(fù)載小幅增加或轉(zhuǎn)矩峰值都會造成電機(jī)失步、同步失敗、甚至完全停轉(zhuǎn)。

閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)是經(jīng)典步進(jìn)電機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。它們消除了經(jīng)典步進(jìn)電機(jī)的局限性和缺點(diǎn)：

• 不需要計(jì)算或購買安全儲備（通常高達(dá) 50%）
• 在負(fù)載浮動時(shí)具有更高效率，過載時(shí)不會停機(jī)
• 由于智能電流控制而實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行
• 幾乎無共振
• 由于發(fā)熱和振動更少，軸承的使用壽命更長
• 即便在高轉(zhuǎn)速時(shí)也能達(dá)到高轉(zhuǎn)矩，因此加速時(shí)間更短
• 憑借監(jiān)測和糾正實(shí)現(xiàn)精確定位

與伺服電機(jī)相比的優(yōu)勢

Nanotec 的閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)可在眾多應(yīng)用（例如卷繞應(yīng)用或傳輸帶驅(qū)動）中取代伺服驅(qū)動器。不僅旋轉(zhuǎn)速度和位置能夠得到更精準(zhǔn)的控制，還能控制轉(zhuǎn)矩（在轉(zhuǎn)矩模式下，通常像卷繞應(yīng)用一樣需要這種控制）。閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)將二者的優(yōu)點(diǎn)集于一身。由此，您不僅能夠獲得最大轉(zhuǎn)矩、最高效率和最佳動力，還能將轉(zhuǎn)矩波動降至最低，使電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性極高。

在轉(zhuǎn)矩模式下，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的作用類似于一個(gè)彈簧 – 彈力特性曲線可通過電位表進(jìn)行設(shè)置。因此，電機(jī)會提供穩(wěn)定的作用力，即便是在電機(jī)停頓需要抵抗某個(gè)作用力時(shí)也是如此。當(dāng)作用力減小時(shí)，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動與減小的作用力成正比，直至達(dá)到設(shè)置的電流和轉(zhuǎn)矩值。所以，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)可完美適用于各種卷繞、張緊和擠壓任務(wù)。

在具有下述要求的應(yīng)用場合，具有閉環(huán)功能的步進(jìn)電機(jī)可充當(dāng)替代方案：

• 需要在轉(zhuǎn)速低于 1000 rpm 的無變速箱緊湊型低成本解決方案中實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩，
• 需要快速調(diào)試而無需昂貴的優(yōu)化，
• 需要在停頓時(shí)保持負(fù)載位置不變，
• 需要避免暫時(shí)和自由振蕩行為（在伺服電機(jī)中非常典型，尤其會在具有可變負(fù)載和震動時(shí)出現(xiàn)，可造成不容許的跟隨誤差）。在突發(fā)負(fù)載變化時(shí)，伺服電機(jī)會錯(cuò)失定位，必須進(jìn)行修正。
• 短距離，急停急起

閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的理想應(yīng)用領(lǐng)域：

多軸應(yīng)用（串行、Ethernet、EtherCAT、CANopen）
具有負(fù)載變化的定位任務(wù)
卷繞應(yīng)用
皮帶驅(qū)動（啟動/停止、定位）
計(jì)量泵、填充設(shè)備
半導(dǎo)體安裝
晶圓生產(chǎn)
紡織機(jī)械/工業(yè)縫紉機(jī)
機(jī)器人
測試和檢查系統(tǒng)
要求平穩(wěn)運(yùn)行、穩(wěn)定時(shí)間短、定位精準(zhǔn)的應(yīng)用