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。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步，提高工作頻率,要對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行升降速控制。步進(jìn)電機(jī)是剝線機(jī)中的重要組成部分，剝線的長短，好壞，精細(xì)程度，多與之息息相關(guān)。

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)。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。在雙極性驅(qū)動(dòng)模式下，因?yàn)槊肯嗟睦@組線圈為100%勵(lì)磁，所以雙極性驅(qū)動(dòng)模式下電機(jī)的輸出力矩比單極性驅(qū)動(dòng)模式下提高了約40%。

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)應(yīng)用領(lǐng)域

步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域： 

汽車制造業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)線、發(fā)動(dòng)機(jī)組裝生產(chǎn)線，整車裝配線、車身焊接線、檢測設(shè)備等；

機(jī)床制造業(yè)：車床、龍門刨、銑床、磨床、機(jī)械加工中心、制齒機(jī)等；

鑄件制造業(yè)：機(jī)械手、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、模具加工中心等；

制藥業(yè)：原料加工機(jī)械、制劑機(jī)械、飲片機(jī)械、印刷及包裝機(jī)械等；

電子制造業(yè)：印刷電路板(PCB)設(shè)備、半導(dǎo)體器件設(shè)備(光刻機(jī)、晶圓加工機(jī)等)、液晶顯示器(LCD)設(shè)備、整機(jī)聯(lián)裝及表面貼裝(SMT)設(shè)備、激光設(shè)備(切割機(jī)、雕刻機(jī)等)、通用數(shù)控設(shè)備、機(jī)械手等；

醫(yī)學(xué)器械：CT等。

怎樣解決步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)和噪聲大的缺點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來降低：

A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)；

B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是很常用的、很簡便的方法；

C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；

D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；

E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

以上方法能有效降低步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，或許在實(shí)際應(yīng)用中，還有其他的更適合的方法來解決，不妨發(fā)表出來共同討論學(xué)習(xí)。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)加減速必須采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。

步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸入脈沖信號(hào)的變化而變化。步進(jìn)電機(jī)只需發(fā)出脈沖信號(hào)，那么它就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，如果脈沖信號(hào)變化過快，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)因內(nèi)部反向電動(dòng)勢的阻尼而使轉(zhuǎn)子和定子之間的磁反應(yīng)跟不上電信號(hào)的變化，從而造成堵轉(zhuǎn)和丟步。

所以步進(jìn)電機(jī)在高速起動(dòng)時(shí)，必須采用脈沖頻率升速的方法，在起動(dòng)過程中還必須有降速過程，以保證步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定位控制。加快與減速的原則相同。為了解決步進(jìn)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)這一問題，應(yīng)采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。我們常說的“加減速”法就是這樣。在這種工作狀況下，強(qiáng)行使電機(jī)以要求的速度(大于極限起動(dòng)預(yù)率)直接起動(dòng)，則會(huì)發(fā)生“丟步”或無響應(yīng)。