步進(jìn)電機(jī)加減速過程控制技術(shù)

正因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的廣泛應(yīng)用,對步進(jìn)電機(jī)的控制的研究也越來越多，在啟動(dòng)或加速時(shí)如果步進(jìn)脈沖變化太快，轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號的變化，產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時(shí)由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步，提高工作頻率,要對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行升降速控制。

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)一定的情況下，只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進(jìn)電機(jī)是借助它的同步力矩而啟動(dòng)的，為了不發(fā)生失步,啟動(dòng)頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉(zhuǎn)子直徑增大，慣量增大，啟動(dòng)頻率和很高運(yùn)行頻率可能相差十倍之多。

步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)頻率特性使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)不能直接達(dá)到運(yùn)行頻率，而要有一個(gè)啟動(dòng)過程，即從一個(gè)低的轉(zhuǎn)速逐漸升速到運(yùn)行轉(zhuǎn)速。停止時(shí)運(yùn)行頻率不能立即降為零，而要有一個(gè)高速逐漸降速到零的過程。

當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性已經(jīng)被有效改善

步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候必須要經(jīng)過加速、勻速及減速這三個(gè)階段，這是客觀事實(shí)，也是無法徹底改變的事情，尤其是早期研發(fā)的電機(jī)，更是會在使用的時(shí)候明顯體現(xiàn)出三個(gè)運(yùn)行階段。不過隨著科技的進(jìn)步及行業(yè)的發(fā)展，的那個(gè)IQ按此種電機(jī)的運(yùn)行特性已經(jīng)被有效改善，三個(gè)不同的運(yùn)行階段已經(jīng)逐漸縮小變化。 在國內(nèi)外科技工作者的共同努力下，通過對步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)進(jìn)行大量的研究,建立除了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)開發(fā)除了多種控制電路。利用這些控制電路，能夠有效改進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性，在使得這種電機(jī)有更加廣泛的應(yīng)用范圍的同時(shí)，也在電機(jī)的加減速方面做了有效的改善，使得現(xiàn)在的電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候雖然依然分三個(gè)階段，但是減速過程已經(jīng)縮得很短，勻速過程則被有效延長。 正是因?yàn)楫?dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性已經(jīng)有上述這樣的有效改善，所以其以應(yīng)用范圍才越來越廣泛，應(yīng)用表現(xiàn)也越來越好。

怎樣解決步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)和噪聲大的缺點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來降低：

A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)；

B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是很常用的、很簡便的方法；

C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；

D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；

E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

以上方法能有效降低步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，或許在實(shí)際應(yīng)用中，還有其他的更適合的方法來解決，不妨發(fā)表出來共同討論學(xué)習(xí)。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)外來的控制脈沖和方向信號，通過其內(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。以1.8度兩相步進(jìn)電機(jī)為例：當(dāng)兩相繞組都通電勵(lì)磁時(shí)，電機(jī)輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機(jī)保持鎖定的力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發(fā)生了變向，則電機(jī)將順著一個(gè)既定方向旋轉(zhuǎn)一步（1.8度）。

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