步進(jìn)電機(jī)如何細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制?
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?lái)步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是步進(jìn)電機(jī)?
步進(jìn)電機(jī)是一種離散步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的電磁裝置。 它有幾個(gè)線(xiàn)圈,組成“相位”,當(dāng)每相依次通電時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 這種方式其中一個(gè)巨大的好處是,步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)非常精確的定位和/或速度控制,因此它們廣泛用于高精度的應(yīng)用,如打印機(jī)。
1、單極和雙極
步進(jìn)電機(jī)有兩種不同類(lèi)型:?jiǎn)螛O和雙極。 它們之間的主要區(qū)別是它們的繞組排列,其影響每個(gè)是如何控制的。
2、單極
這種類(lèi)型的步進(jìn)電機(jī)由一個(gè)帶有中心抽頭的單繞組組成。 根據(jù)期望磁場(chǎng)的方向,繞組的每個(gè)部分接通,因?yàn)檫@樣,磁極可以反轉(zhuǎn)而不用切換電流的方向。中心抽頭比較常見(jiàn),雖然在兩相單極步進(jìn)電機(jī)上通常有6個(gè)引線(xiàn)(每相3個(gè)),兩個(gè)公共端可以在內(nèi)部連接在一起,也就是說(shuō)只有五根引線(xiàn)。
3、雙極
與單極步進(jìn)電機(jī)不同,雙極步進(jìn)電機(jī)每相只有一個(gè)單繞組,沒(méi)有抽頭。 為了反轉(zhuǎn)磁極,繞組中的電流需要反轉(zhuǎn),這意味著雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常更加復(fù)雜并且通常需要H橋排列。 由于沒(méi)有公共端,每相有兩個(gè)引線(xiàn),典型的兩相電機(jī)會(huì)有四根引線(xiàn)。 盡管雙極電機(jī)通常驅(qū)動(dòng)更加復(fù)雜,但它們確實(shí)具有它們的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)楦檬褂玫睦@組,雙極電機(jī)比同重量的單極電機(jī)更強(qiáng)大。這是因?yàn)閱螛O步進(jìn)電機(jī)在相同空間中有兩倍的導(dǎo)線(xiàn)量,并且在任何一個(gè)時(shí)間只能使用其一半,這意味著單極電機(jī)僅有約50%的效率。
二、步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制
步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能與它的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器有密切的聯(lián)系,可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)來(lái)克服步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)。相對(duì)于其他的驅(qū)動(dòng)方式,細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式不僅可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角,提高分辨率,而且可以減少或消除低頻振動(dòng),使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻。
總體來(lái)說(shuō),細(xì)分驅(qū)動(dòng)的控制效果最好。因?yàn)槌S玫投瞬竭M(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)沒(méi)有編碼器反饋,所以隨著電機(jī)速度的升高其內(nèi)部控制電流相應(yīng)減小,從而造成丟步現(xiàn)象。所以在速度和精度要求不高的領(lǐng)域,其應(yīng)用非常廣泛細(xì)分驅(qū)動(dòng)精度高,細(xì)分是驅(qū)動(dòng)器將上級(jí)裝置發(fā)出的每個(gè)脈沖按驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的細(xì)分系數(shù)分成系數(shù)個(gè)脈沖輸出,比喻步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈為200個(gè)脈沖,如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分為32,那么步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要輸出6400個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)才轉(zhuǎn)一圈。通常細(xì)分有2、4、8、16、32、62、128、256、512.。..
在國(guó)外,對(duì)于步進(jìn)系統(tǒng),主要采用二相混合式步進(jìn)電機(jī)及相應(yīng)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。但在國(guó)內(nèi),廣大用戶(hù)對(duì)“細(xì)分”還不是特別了解,有的只是認(rèn)為,細(xì)分是為了提高精度,其實(shí)不然,細(xì)分主要是改善電機(jī)的運(yùn)行性能。
現(xiàn)說(shuō)明如下:
步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制是由驅(qū)動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的,以二相電機(jī)為例,假如電機(jī)的額定相電流為3A,如果使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)器(如常用的恒流斬波方式)驅(qū)動(dòng)該電機(jī),電機(jī)每運(yùn)行一步,其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)和噪音。
如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)該電機(jī),電機(jī)每運(yùn)行一微步,其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線(xiàn)規(guī)律變化,這樣就大大的改善了電機(jī)的振動(dòng)和噪音,因此,在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細(xì)分的真正優(yōu)點(diǎn)。由于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器要精確控制電機(jī)的相電流,所以對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和工藝要求,成本亦會(huì)較高。
注意,國(guó)內(nèi)有一些驅(qū)動(dòng)器采用“平滑”來(lái)取代細(xì)分,有的亦稱(chēng)為細(xì)分,但這不是真正的細(xì)分,望廣大用戶(hù)一定要分清兩者的本質(zhì)不同:
1.“平滑”并不精確控制電機(jī)的相電流,只是把電流的變化率變緩一些,所以“平滑”并不產(chǎn)生微步,而細(xì)分的微步是可以用來(lái)精確定位的。
2.電機(jī)的相電流被平滑后,會(huì)引起電機(jī)力矩的下降,而細(xì)分控制不但不會(huì)引起電機(jī)力矩的下降,相反,力矩會(huì)有所增加。
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