步进电机

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深圳市东么川伺服控制技术有限公司

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步进电机是如何控制的?步进电机速度控制


步进电机的控制

  步进电机是开环控制的。这意味着控制是通过将命令信号从上级控制器单向传递到电机来执行的。这使得步进电机控制非常简单,无需传感器和反馈。

当使用标准脉冲系列控制技术时,步进电机通过可编程控制器(脉冲发生器)产生脉冲输入驱动器来操作,驱动器又向电机提供驱动电流。

如果不需要高级控制,也可以将控制器功能(脉冲生成)集成到驱动器中。在这种情况下,带有自己的 I/O 单元的可编程控制器用于向驱动器发送启动和停止命令。然后,驱动器根据这些命令控制对步进电机的驱动电流供应。

步进电机的速度控制

如上所述,步进电机由输入电脉冲控制。

脉冲具有频率,每秒的脉冲数 (pps) 称为“脉冲率”。

步进电机的旋转与输入脉冲数成正比,因此可以实现精确定位。该电机旋转(角度)可以如下计算。

电机旋转(°)=步距角(°/步)×脉冲数

同样,步进电机的速度与输入脉冲的速率成正比。较高的脉冲频率(较高的脉冲频率)会使步进电机的旋转速度按比例增加。该电机速度(每分钟转数,r/min,rpm)可以如下计算。

电机转速(r/min)=步距角(°/步)÷360(°)×脉冲频率(Hz)×60

电机旋转与脉冲速率完美同步的这一特性使步进电机具有吸引力。另一方面,由于过载或速度突然变化,输入脉冲和电机旋转之间可能会失去同步。

步进电机有两种不同的操作模式,称为等速运动曲线和加速/减速运动曲线。前者瞬间改变电机转速。这种模式也称为矩形运动曲线,仅限于电机能够自启动(立即加速)的运行范围。如果有足够的扭矩可用于该加速,则此模式非常简单,具有恒定的脉冲速率。

然而,如果不能产生足够的加速扭矩,结果就是失去同步。在这种情况下,必须改为使用加速/减速运动曲线。这涉及逐渐改变脉率以提供加速和减速的时间。这种模式也称为梯形运动曲线,扩展了电机可以自启动的运行范围。但是,由于突然加速或减速有失去同步的风险,因此在确定如何上下改变电机速度(脉冲率)时必须小心。

步进电机的速度控制步进电机的速度控制

步进电机的速度由输入脉冲控制

步进电机以固定步长旋转。它们使用开环控制,并通过让控制器产生脉冲输入驱动器来操作,驱动器又将驱动电流提供给电机。步进电机由输入电脉冲控制,使电机转速与输入脉冲率成正比。由于这些电机的速度控制是要考虑的重要因素,以避免同步丢失等问题,因此必须充分了解它们的控制方式。