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上海運控步進電機驅動器
減速步進電機廠家
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技術支持

什么時候應該對步進電機使用微步控制?

時間:2019-12-17 13:46


  步進電機的操作相對簡單。驅動器向電機發送電流脈沖,每個脈沖使電機前進一步或一轉的幾分之一。每個電流脈沖的移動量取決于定子和轉子的設計。對于永磁步進電機,通常有一個1.8度的全步角(每轉200步),而混合式步進電機的全步角則小至0.72度(每轉500步)。但是,混合式和永磁式步進電機的設計也可以通過一種稱為微步控制的方法來驅動。

  在微步進控制中,驅動器沒有傳遞離散的電流脈沖,而是向電機繞組發送了兩個相位相差90度的正弦電壓波。正弦波電壓使繞組中的電流逐漸增加和減少,從而使電動機運動了整整步的幾分之一(因此,稱為“微步”)。


  微步控制的好處

  更好的分辨率

  微步控制可以將一個完整的步距分割多達256次,當整個步距角為1.8度時,產生的步進角小至0.007度(每轉51,200步)。這樣可以大大提高分辨率(電機可以移動的最小增量)。但是隨著分辨率的提高,每個增量步的轉矩產生會降低,如果增量轉矩不足以克服負載和電動機慣性,則會降低電動機的精度。

  

微步進


  

微步進


  微步進(底部)可提高分辨率并減少定位振蕩。

  運動平穩

  微步進控制的另一個好處是電機旋轉非常平穩。這是因為微步進允許每個電動機繞組中電流的逐漸累積和衰減,與全步運行相比,它提供了更一致的轉矩,因此運動更平穩。這在較慢的速度下尤其明顯,在該速度下,全步運行會導致明顯的制動扭矩。

  

微步進


  通過模擬正弦電壓波形,微步進比全步進或半步進提供更平滑的運動。

  減少共振

  當步進電機在其固有頻率范圍附近或在其固有頻率范圍內運行時,諧振可能會成為問題。全步或半步模式下傳遞的能量脈沖會激發共振,尤其是在電機空載或輕載時。通過提供定子磁通的平滑運動,從而使能量更連續地流向轉子,微步控制可以減少或實際上消除共振問題。

  


  隨著步長的減小(即微步距),激發能(會引起共振)減小。

  盡管與全步或半步運行模式相比,增量扭矩產生減少了,但微步進仍具有許多優勢,使其成為許多步進電機應用中有吸引力的控制方法。對于需要精確定位的應用,采用微步控制的步進電機可以提供比伺服驅動系統更簡單,成本更低的解決方案。


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