“步进电机”的伺服控制性能

高极数永磁同步电机既可作为闭环伺服电机运行，也可作为开环步进电机运行。通过将电机作为正弦换向伺服电机运行，可大大提高同一电机的性能。

减刑
电机的开环操作-即步进电机模式-由于电机转动惯量和转子与定子之间的正弦磁弹簧相互作用产生的共振，会导致显著的转矩下降。这些共振显著降低了在数百RPM的速度下的可用扭矩。

使用正弦和余弦绕组电流对同一电机进行换向（随着转子旋转而改变），可在给定指令电流下保持输出扭矩近似恒定。这将开环步进电机的开环i*k*sin（θ）转矩常数改变为常数i*k，即给定指令电流的输出转矩不再是角度的函数。通过换向使扭矩不再是角度的函数，将弹簧从开环步进弹簧质量系统中移除。移除弹簧会移除引起低频共振的二阶系统，因此换向电机会直接移除低频共振困扰开环步进系统的频率共振。

保持换向角，以在给定指令电流下保持最佳扭矩。这种优化以及换向电机无法失去同步，使得换向电机能够利用最大扭矩。开环步进电机系统通常仅使用30%至50%的扭矩，保留其余部分以防止同步丢失，尤其是在负载可能在运行中发生变化的情况下。这意味着当作为换向电机运行时，同一电机可以有效地提供两到三倍于开环运行时的转矩。或者，与开环操作相比，当操作换向时，相同电机可以提供相同的转矩，电流为一半到三分之一。这大大减少了系统中的热量。此外，仅当需要扭矩时才施加电流。其结果是一个更高性能的系统，使用更少的能源和工作在较低的温度。

可以看出，低频和中频共振被消除了。由于有限的电源电压与电机反电动势相互作用，转矩在更高的速度下下降。

控制
换向电机使其作为无刷永磁电机运行。用于换向电机的编码器通常也用作位置反馈。通过适当的位置反馈，可以显著提高系统的跟踪精度和稳定时间。SilverSterlingTM系统采用PVIATM控制系统，其中包括一个模拟的粘性惯性阻尼器。额外的条款有助于改善系统阶段裕度，以更好地控制。与陷波滤波器不同，改进的频率范围更广。这允许广泛的负载范围被容纳，而不需要重新调整系统。

显示的系统使用直接驱动丝杠(没有齿轮头)来定位在CAT扫描仪内的马进行诊断和治疗。PVIA控制系统能够处理空桌子到3000磅的马，速度从0.1毫米/秒到4cm/秒，所有这些都通过1叠34帧电机进行相同的调整。

快速索引
伺服控制系统还能够产生非常快速的动作和快速的稳定。下表为11帧（1.1“正方形）1.8度步进电机在闭环模式下运行。它显示一个完整的旋转，在28毫秒内停止到停止，稳定到0.4度。在此过程中，电机在大约9毫秒内从0转为3150 RPM，旋转9毫秒，然后在9毫秒内从3150 RPM转为停止，再旋转1分钟毫秒以完成稳定。

安静运行
步进电机通常不太安静，但当使用SilverSterling正弦驱动的换向无刷电机时，17帧电机的噪音水平仍低于50dBA，最高可达400 RPM。这打开这些电机的应用，通常不与步进，如动画电子学。高扭矩能力允许在这些低速发电，并经常消除齿轮头的需要。

QuickSilver Controls自1996年以来一直是这些高极数，高扭矩电机的伺服控制的先驱。