當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動特性已經(jīng)被有效改善

步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行的時候必須要經(jīng)過加速、勻速及減速這三個階段，這是客觀事實(shí)，也是無法徹底改變的事情，尤其是早期研發(fā)的電機(jī)，更是會在使用的時候明顯體現(xiàn)出三個運(yùn)行階段。不過隨著科技的進(jìn)步及行業(yè)的發(fā)展，的那個IQ按此種電機(jī)的運(yùn)行特性已經(jīng)被有效改善，三個不同的運(yùn)行階段已經(jīng)逐漸縮小變化。 在國內(nèi)技工作者的共同努力下，通過對步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)進(jìn)行大量的研究,建立除了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)開發(fā)除了多種控制電路。這些缺點(diǎn)使步進(jìn)電機(jī)只能應(yīng)用在一些要求較低的場合，對要求較高的場合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。利用這些控制電路，能夠有效改進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性，在使得這種電機(jī)有更加廣泛的應(yīng)用范圍的同時，也在電機(jī)的加減速方面做了有效的改善，使得現(xiàn)在的電機(jī)在運(yùn)行的時候雖然依然分三個階段，但是減速過程已經(jīng)縮得很短，勻速過程則被有效延長。 正是因?yàn)楫?dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動特性已經(jīng)有上述這樣的有效改善，所以其以應(yīng)用范圍才越來越廣泛，應(yīng)用表現(xiàn)也越來越好。

怎樣解決步進(jìn)電機(jī)振動和噪聲大的缺點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)在低速轉(zhuǎn)動時振動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)械傳動避開共振區(qū)；

B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，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)。

詳解導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)定位不準(zhǔn)的原因

強(qiáng)行使電機(jī)以要求的速度(大于極限起動預(yù)率)直接起動，可能會發(fā)生“丟步’或無響應(yīng)。而當(dāng)電機(jī)運(yùn)行至終點(diǎn)時，雖然已經(jīng)立即停止發(fā)脈沖，令其停止，但由于慣性作用，會發(fā)生沖過終點(diǎn)的現(xiàn)象，即產(chǎn)生過沖。    

由于慣性作用產(chǎn)生過沖現(xiàn)象并出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)定位不準(zhǔn)確的主要原因有以下幾點(diǎn)：     

（1）要求步進(jìn)電機(jī)起動之初速度過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過步進(jìn)電機(jī)的極限起動頻率，或者說是加速度太大，從而造成“丟布”情況；     

（2）步機(jī)電機(jī)馬達(dá)的功率達(dá)不到系統(tǒng)的要求；     

（3）步進(jìn)電機(jī)在工作過程中或許遭受到干擾導(dǎo)致電機(jī)定位不準(zhǔn)；     

（4）控制系統(tǒng)的控制器產(chǎn)生失誤動作；     

（5）換向時丟脈沖，單向運(yùn)行定位準(zhǔn)確，換向后定位出現(xiàn)偏差，并隨著換向次數(shù)的增加導(dǎo)致其偏差值就越明顯；     

（6）軟件存在設(shè)計(jì)缺陷；     

由于開環(huán)控制系統(tǒng)具有操作方便，價格低廉的優(yōu)點(diǎn)，所以我國所采用基本是以開環(huán)控制反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為主。雖然步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用廣泛，但其并不能如同普通的交(直)流電機(jī)在常規(guī)條件下使用，且從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)行速度在理論狀況下，在電機(jī)的極限起動頻率大于運(yùn)行的速度時，電機(jī)可按要求運(yùn)行，并可達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行速度。運(yùn)行至行程結(jié)束時，也能立即發(fā)出可以實(shí)現(xiàn)停止功能的脈沖，并使電機(jī)停止運(yùn)行。但實(shí)際情況是，步進(jìn)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)的極限起動預(yù)率較低，遠(yuǎn)不能滿足較高的運(yùn)行速度的要求。文獻(xiàn)將閉環(huán)反饋控制與自適應(yīng)控制結(jié)合來檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度,通過反饋和自適應(yīng)處理,按照優(yōu)化的升降運(yùn)行曲線,自動地發(fā)出驅(qū)動的脈沖串，提高了電機(jī)的拖動力矩特性，同時使電機(jī)獲得更準(zhǔn)確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速。在這種工作狀況下，強(qiáng)行使電機(jī)以要求的速度(大于極限起動預(yù)率)直接起動，則會發(fā)生“丟步”或無響應(yīng)。而當(dāng)電機(jī)運(yùn)行至終點(diǎn)時，雖然已經(jīng)立即停止發(fā)脈沖，令其停止，但由于慣性作用，會發(fā)生沖過終點(diǎn)的現(xiàn)象，即產(chǎn)生過沖。      

需要我們特別注意的問題是，為了要保證系統(tǒng)的定位精準(zhǔn)度并獲得較高的定位速度，主流系統(tǒng)都將定位過程劃分為兩種階段進(jìn)行。分別為：粗定位階段及精定位階段。以上方法能有效降低步進(jìn)電機(jī)的振動和噪聲，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)。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，“丟步”和“過沖”是步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行中很常出現(xiàn)的兩種嚴(yán)重影響步進(jìn)電機(jī)定位精度的“罪魁禍?zhǔn)住薄?

步進(jìn)電機(jī)

如果是另外一項(xiàng)繞 組的電流發(fā)生了變向，則電機(jī)將順著與前者相反的方向旋轉(zhuǎn)一步（1.8度）。當(dāng)通過線圈繞組的電流按順序依次變向勵磁時，則電 機(jī)會順著既定的方向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，運(yùn)行精度非常高。對于 1.8度兩相步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需200步。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，在啟動或加速時如果步進(jìn)脈沖變化太快，轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號的變化，產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。兩相步進(jìn)電機(jī)有兩種繞組形式：雙極性和單極性。雙極性電機(jī)每相上只有一個繞組線圈，電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時電流要在 同一個線圈內(nèi)依次變向勵磁，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)上需要八個電子開關(guān)進(jìn) 行順序切換。

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