步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制

步進(jìn)電機(jī)由于受到自身制造工藝的限制，如步距角的大小由轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)決定，但轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)是有限的，因此步進(jìn)電機(jī)的步距角一般較大并且是固定的,步進(jìn)的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運(yùn)行時(shí)振動(dòng)，噪音比其他微電機(jī)都高,使物理裝置容易疲勞或損壞。這些缺點(diǎn)使步進(jìn)電機(jī)只能應(yīng)用在一些要求較低的場(chǎng)合，對(duì)要求較高的場(chǎng)合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開(kāi)環(huán)控制組件的有效利用。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)外來(lái)的控制脈沖和方向信號(hào)，通過(guò)其內(nèi)部的邏輯電路，控制步進(jìn)電機(jī)的繞組以一定的時(shí)序正向或反向通電，使得電機(jī)正向/反向旋轉(zhuǎn)，或者鎖定。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點(diǎn)。 

步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是年代中期發(fā)展起來(lái)的一種可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。年美國(guó)學(xué)者、頭次在美國(guó)增量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及器件年會(huì)上提出步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。當(dāng)通過(guò)線圈繞組的電流按順序依次變向勵(lì)磁時(shí)，則電機(jī)會(huì)順著既定的方向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，運(yùn)行精度非常高。在其后的二十多年里,步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀(jì)九十年代完全成熟的。我國(guó)對(duì)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究,起步時(shí)間與國(guó)外相差無(wú)幾。

如何選擇步進(jìn)電機(jī)

如何選擇步進(jìn)電機(jī)，在選型過(guò)程中步過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇對(duì)于電機(jī)的轉(zhuǎn)速也要特別考慮。因?yàn)?，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)速成反比。運(yùn)行至行程結(jié)束時(shí)，也能立即發(fā)出可以實(shí)現(xiàn)停止功能的脈沖，并使電機(jī)停止運(yùn)行。就是說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)在低速(每分鐘幾百轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速，其輸出轉(zhuǎn)矩較大)，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩(1000轉(zhuǎn)/分--9000轉(zhuǎn))就很小了。當(dāng)然，有些工況環(huán)境需要高速電機(jī)，就要對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻、電感等指標(biāo)進(jìn)行衡量。如何選擇步進(jìn)電機(jī)，選擇電感稍小一些的電機(jī)，作為高速電機(jī)，能夠獲得較大輸出轉(zhuǎn)矩。反之，要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH,電阻也要大一些為好。

步進(jìn)電機(jī)

九十年代中期的到了較大的發(fā)展。主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機(jī)器人、精密測(cè)量等領(lǐng)域,如跟蹤用光電經(jīng)緯儀、儀器、通訊和雷達(dá)等設(shè)備,細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得電機(jī)的相數(shù)不受步距角的限制,為產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是年代中期發(fā)展起來(lái)的一種可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。那么步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能怎么才好呢，取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的性能，同時(shí)它的性能還取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量好壞。年美國(guó)學(xué)者、在美國(guó)增量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及器件年會(huì)上提出步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。在其后的二十多年里,步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀(jì)九十年代完全成熟的。我國(guó)對(duì)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究,起步時(shí)間與國(guó)外相差無(wú)幾。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開(kāi)環(huán)控制組件的有效利用。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點(diǎn)。

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步進(jìn)電機(jī)加減速必須采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。

步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸入脈沖信號(hào)的變化而變化。步進(jìn)電機(jī)只需發(fā)出脈沖信號(hào)，那么它就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，如果脈沖信號(hào)變化過(guò)快，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)因內(nèi)部反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼而使轉(zhuǎn)子和定子之間的磁反應(yīng)跟不上電信號(hào)的變化，從而造成堵轉(zhuǎn)和丟步。

所以步進(jìn)電機(jī)在高速起動(dòng)時(shí)，必須采用脈沖頻率升速的方法，在起動(dòng)過(guò)程中還必須有降速過(guò)程，以保證步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定位控制。加快與減速的原則相同?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。為了解決步進(jìn)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)這一問(wèn)題，應(yīng)采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。我們常說(shuō)的“加減速”法就是這樣。