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步进電(diàn)机闭环控制系统

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:2582发表时间:2022-05-06

步进電(diàn)机闭环控制系统,步进電(diàn)机基本上以开环電(diàn)路驱动,用(yòng)于位置控制。换句话说,步进電(diàn)机以外的電(diàn)机尤其是高精度的步进電(diàn)机之外并没有(yǒu)做开环控制定位的,而用(yòng)开环電(diàn)路驱动的電(diàn)机只有(yǒu)步进電(diàn)机。例如无刷電(diàn)机,首先為(wèi)切换相,需要测出转子位置,需要含位置传感器的位置闭环電(diàn)路。而且如果按一定速度驱动,需测出转子的速度,此為(wèi)速度闭环電(diàn)路;如果想定位控制,需要含有(yǒu)转子位置信号的编码器等传感器的闭环電(diàn)路。与开环驱动的步进電(diàn)机相比较,含传感器的闭环電(diàn)路成本较高。因此,步进電(diàn)机被称為(wèi)速度控制或位置控制的低成本驱动系统。

步进電(diàn)机的开环電(diàn)路驱动在高速转动时,有(yǒu)失步、振动(噪声)以及高速运行困难等问题。為(wèi)了弥补这些缺点,步进電(diàn)机安装角度传感器,形成闭环控制,用(yòng)以检测并避免失步。步进電(diàn)机的闭环控制方式大致分(fēn)為(wèi)两种:

 

使激磁磁通与電(diàn)流的相位关系保持一致,使其产生能(néng)带动负载转矩的電(diàn)磁转矩,这种控制電(diàn)机電(diàn)流的方式与无刷直流電(diàn)机控制方式相同,称為(wèi)无刷驱动方式或電(diàn)流闭环控制方法。

 

電(diàn)机電(diàn)流保持一定,控制激磁磁通与電(diàn)流相位角的方式,称為(wèi)功率角闭环控制方法。功率角為(wèi)转子磁极与定子激磁相(或认為(wèi)是同步電(diàn)机的定子旋转磁场轴線(xiàn)也可(kě)以)相互吸引所成的相位角。此功率角在低速时或轻载时较小(xiǎo),高速时或高负载时较大。引用(yòng)前文(wén)开环控制的原理(lǐ)部分(fēn)中的下图所示,“杠A”相吸引转子磁极,其次“杠B”相激磁时的角度有(yǒu)π/2,转子磁极位于“杠A”相前缘(图中转子的S极位于A相的左侧)时,使磁极“杠B”相开始激磁。


步进電(diàn)机各電(diàn)角度的静态转矩

 

為(wèi)什么?因為(wèi)高速时,受線(xiàn)圈電(diàn)感的影响,使A相電(diàn)流的关断时间延長(cháng),B相電(diàn)流上升时间也延長(cháng),因此,产生最大转矩加速的角度,其值随速度变快而变大。

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