步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制

發(fā)布時(shí)間:2024-02-28
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,可以通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)來克服步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)。相對于其他的驅(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。
總體來說,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....
在國外,對于步進(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。但在國內(nèi),廣大用戶對“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,國內(nèi)有一些驅(qū)動(dòng)器采用“平滑”來取代細(xì)分,有的亦稱為細(xì)分,但這不是真正的細(xì)分,望廣大用戶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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