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      閉環步進電機的控制方式特點解析

      時間:2020-10-30 09:14


       步進電機的開環電路驅動在高速轉動時。因此,步進電機被稱為速度控制或位置控制的低成本驅動系統。步進電機基本上以開環電路驅動,用于位置控制。換句話說,步進電機以外的電機尤其是高精度的步進電機之外并沒有做開環控制定位的,而用開環電路驅動的電機只有步進電機。
       
      例如無刷電機,首先為切換相,需要測出轉子位置,需要含位置傳感器的位置閉環電路。而且如果按一定速度驅動,需測出轉子的速度,此為速度閉環電路:如果想定位控制,需要含有轉子位置信號的編碼器等傳感器的閉環電路。與開環驅動的步進電機相比較,含傳感器的閉環電路成本高。因此,步進電機被稱為速度控制或位置控制的低成本驅動系統。相對步距角閉環控制方式,按照步進電機轉子的運動位置(激磁磁通位置)在適當的位置給各相通激磁電流,有不會受到電流閉環控制制約的優點。但與按照負載的變化增減電流的電流閉環控制系統不同,它存在輕載時效率低的缺點。
       
      閉環步進電機
       
      因此,低速時用電流閉環控制,高速時,用步距角閉環控制,尤其在步進電機靜止時保持激磁電流恒定,可以產生保持力矩,并可以隨時按照動作條件,切換控制方式。步進電機的開環電路驅動在高速轉動時,有失步、振動(噪音)以及高速運行困難等問題,為了彌補這些缺點,步進電機安裝角度傳感器,形成閉環控制,用以檢測并避免失步。
       
      步進電機的閉環控制方式大致分為兩種:
      (1) 使磁極磁通與電流的相位關系保持一致,使其產生能帶動負載轉矩的電磁轉矩,這種控制電機電流的方式與無刷直流電機控制方式相同,稱為無刷驅動方式或電流閉環控制方式。
       
      (2)電機電流保持一定,控制激磁磁通與電流相位角的方式,稱為功率角閉環控制方法。功率角為轉子磁極與定子激磁相(或認為是同步電機的定子旋轉磁場線也可以)相互吸引所稱的相位角。此功率角在低速時或輕載時較小,高速時或高負載時較大。電流閉環控制方法與交流步進控制方法相同,通過電流控制環(轉矩控制)適應負載的變化。