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(duì)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(hào)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。文獻(xiàn)將集成位置傳感器用于二相混合式步進(jìn)電機(jī)中,以位置檢測器和矢量控制為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出了一個(gè)可自動(dòng)調(diào)節(jié)的PI速度控制器,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態(tài)特性。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步，提高工作頻率,要對(duì)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)。更安靜的環(huán)境、更可靠的性能，這會(huì)是打造智能家居無疑是一大福音。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。

步進(jìn)電機(jī)為何一定要搭配驅(qū)動(dòng)器呢？       

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機(jī)等)發(fā)送來的控制信號(hào)并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度/步數(shù)。         

步進(jìn)電機(jī)很常見的控制信號(hào)是脈沖信號(hào)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)有效脈沖就控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一步。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。具有細(xì)分功能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器可以改變步進(jìn)電機(jī)的固有步距角，達(dá)到更大的控制精度、降低振動(dòng)及提高輸出轉(zhuǎn)矩;除了脈沖信號(hào)，具有總線通信功能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器還能接收總線信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。      步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可分為兩部分一部分是環(huán)形分配器，另一部分是功率放大器。      環(huán)形分配器：要是接收3種信號(hào)分別為：脈沖信號(hào)，方向信號(hào)，脫機(jī)信號(hào)。然后再對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行分配，去控制功率放大器相應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，然后使步進(jìn)電機(jī)的線圈得電。從這里我們可以看出，步進(jìn)電機(jī)要運(yùn)轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進(jìn)電機(jī)是不動(dòng)的，所以我們需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組依次通電。      方向信號(hào)：要控制AB通電的相序，A-B順時(shí)針，B-A逆時(shí)針;      脫機(jī)信號(hào)：步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)，AB線圈有一相得電，得電的功能使轉(zhuǎn)子鎖住，使轉(zhuǎn)子不能動(dòng)，需要收去撥動(dòng)轉(zhuǎn)子的時(shí)候，需要給脫機(jī)信號(hào)，使AB相繞組完全斷電，轉(zhuǎn)子處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和PLC之間的連接  

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器首先要外接直流電源24~72V，一端要連步進(jìn)電機(jī)，另一端作輸入信號(hào)也就是控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)接受外部信號(hào)的結(jié)構(gòu)是采用光電隔離的，比如：PLC的脈沖信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部，我們要使PLC產(chǎn)生脈沖只需要讓Y0不斷的接通與截止就可以產(chǎn)生。從這里我們可以看出，步進(jìn)電機(jī)要運(yùn)轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進(jìn)電機(jī)是不動(dòng)的，所以我們需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組依次通電。      PLC發(fā)送信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，就組成了設(shè)備的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，有些高精的設(shè)備，需要電機(jī)完成更復(fù)雜的傳動(dòng)動(dòng)作，會(huì)采購具有總線總線功能比如ethercat等的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

步進(jìn)電機(jī)怎么選型，如何選擇步進(jìn)電機(jī)，大家知道嗎？

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的選擇步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩，近似于傳統(tǒng)電機(jī)所稱的“功率”。長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)致使電機(jī)溫度上升，當(dāng)超過電機(jī)內(nèi)部的耐熱等級(jí)，會(huì)使得絕緣性能劣化。當(dāng)然，有著本質(zhì)的區(qū)別。步進(jìn)電機(jī)怎么選型，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的物理結(jié)構(gòu)，完全不同于交流、直流電機(jī)，電機(jī)的輸出功率是可變的。如何選擇步進(jìn)電機(jī)。通常根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小(即所要帶動(dòng)物體的扭力大小)，來選擇哪種型號(hào)的電機(jī)。大致說來，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42(電機(jī)的機(jī)身直徑或方度，單位：mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機(jī)較為合適。扭力在幾個(gè)N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。