步進控制

步進控制:閉環步進與微步進驅動

一般開環步進馬達因為不帶編碼器,無法得知實際位置,也無從判斷何時失步,因此扭力輸出通常只敢設定到極限的六成左右來預留餘裕。ST-Servo 採編碼器閉環控制,實際位置與步進數持續比對後輸出對應的電流大小與相位,扭力可 100% 全輸出(位置/速度模式下可達 150%)而不失步。

因應負載即時調整電流的做法同時帶來三個效果:發熱明顯降低、能耗減少、運轉噪音與振動下降,適合醫療與安靜環境。控制上提供位置、速度、扭力、壓制四種模式並可瞬間切換,其中扭力模式可設定「指定扭力」或「扭力上限」,達到即停或不超過上限,能直接用於張力控制與簡易夾持,省去額外感測器。

若只需要驅動既有的 2 相步進馬達,SD 系列微步進驅動裝置提供 1.5A、3.0A、5.0A 三種輸出電流,依馬達額定電流選用即可;需要控制器與驅動器整合、並以 RS485 串接多台的場合,則選用 MCD103。

步進控制 選型對照表

本分類各產品的關鍵規格對照,詳細參數請見各產品頁
產品原廠類別控制模式輸出電流通訊介面可選型號數
2 相步進馬達驅動器Vanguard Systems步進控制0.25~1.5 Apeak(±5%)/相/0.5~3 Apeak(±5%)/相3
ST-Servo 伺服步進馬達Vanguard Systems步進控制位置、速度、扭力、壓制峰值 2.0AUSB 2.0(Virtual COM Port)/USB 2.0(Virtual CO…2

常見問題

閉環步進(ST-Servo)和一般開環步進馬達差在哪?

開環步進不帶編碼器,無法得知實際位置,也無從判斷何時失步,因此扭力輸出通常只敢設定到極限的六成左右來預留餘裕。ST-Servo 透過編碼器計數與步進數持續比對,依實際位置輸出對應的電流大小與相位,扭力可 100% 全輸出(位置/速度模式下可達 150%)而不失步。另外市面上部分「閉環式步進」雖帶編碼器可知位置,但驅動仍採固定電流,只能在失步後修正;ST-Servo 則是即時依負載調整電流,因此同時達成低發熱與全輸出。

閉環步進和伺服馬達該怎麼取捨?

閉環步進在低轉速區間的扭力表現與定位穩定性佳、成本較低、結構單純,適合中低速的定位、推壓與張力控制。若需要高轉速連續運轉、大慣量負載或高動態響應,仍以伺服系統為主。ST-Servo 提供位置、速度、扭力、壓制四種控制模式並可瞬間切換,也可在運行中切換開環與閉環以減少整定時間,在不少原本要用小型伺服的場合可以替代。

只是要驅動現有的步進馬達,應該選哪一款驅動器?

依馬達額定電流選用即可。SD 系列 2 相微步進驅動裝置提供三種機型:SD4015B3 輸出 0.25~1.5 Apeak/相、SD4030B3 為 0.5~3 Apeak/相,兩者最大輸入脈衝頻率 200Kpps;SD2450B 同為 0.5~3 Apeak/相但可達 500Kpps,且微步分割數最細到 1/128。若需要控制器與驅動器整合、並以 RS485 串接多台(最多 32 台)的場合,則選 MCD103,其最大頻率達 1Mpps。