閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)是如何工作的-閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)廠
閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)本質(zhì)上是開(kāi)環(huán)設(shè)備。它們不需要反饋,因?yàn)轵?qū)動(dòng)器提供的每一個(gè)電流脈沖都等于電機(jī)的一步(或微步時(shí)的一小步)。再加上小步長(zhǎng)(或步距角),無(wú)需反饋裝置和復(fù)雜的控制方案,即可準(zhǔn)確確定電機(jī)的位置。那么,如果步進(jìn)電機(jī)的位置可以在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中確定,為什么要增加閉環(huán)控制的成本和復(fù)雜性呢?因?yàn)橹挥挟?dāng)電機(jī)永不失步時(shí),才能準(zhǔn)確理解電機(jī)的位置。在現(xiàn)實(shí)世界中,有很多情況會(huì)導(dǎo)致電機(jī)丟失或錯(cuò)過(guò)步數(shù)——例如,機(jī)器卡住,導(dǎo)致電機(jī)軸無(wú)法旋轉(zhuǎn)。為了應(yīng)對(duì)這些可能性,步進(jìn)電機(jī)通常尺寸過(guò)大,以處理扭矩峰值、失速或其他可能導(dǎo)致電機(jī)失速的異常情況。然而,當(dāng)丟失的步驟可能對(duì)應(yīng)用程序或過(guò)程有害時(shí),另一個(gè)解決方案是在閉環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行步進(jìn)電機(jī),并使用位置反饋來(lái)檢測(cè)和糾正定位錯(cuò)誤。步進(jìn)電機(jī)通常有三種類型的閉環(huán)控制,每種類型都提供不同級(jí)別的定位控制和復(fù)雜性。
基于失步補(bǔ)償?shù)某R?jiàn)閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)類型,又稱失步控制或步進(jìn)位置維護(hù)。在此設(shè)置中,驅(qū)動(dòng)器以微步模式運(yùn)行,編碼器跟蹤軸置。如果檢測(cè)到丟失的步數(shù),控制器將命令額外的步數(shù),使電機(jī)(或負(fù)載)達(dá)到所需的位置。失步補(bǔ)償是一種簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)方案,如上述,是一種廣泛的方案,但其主要缺點(diǎn)是它只補(bǔ)償移動(dòng)結(jié)束時(shí)錯(cuò)過(guò)的步驟,而不是在整個(gè)過(guò)程中連續(xù)補(bǔ)償。移動(dòng)配置文件。負(fù)載位置控制,又稱閉環(huán)微步,連續(xù)監(jiān)控軸(或負(fù)載)位置,產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)??刂破魇褂么苏`差信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整命令。采用負(fù)載位置控制,系統(tǒng)仍以微步模式作為步進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行,但更準(zhǔn)確地遵循移動(dòng)曲線,而不是允許電機(jī)在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生偏差,并在移動(dòng)結(jié)束時(shí)發(fā)出單位補(bǔ)償命令。
先進(jìn)的閉環(huán)步進(jìn)控制方法是將電機(jī)用作兩相無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)運(yùn)行。(請(qǐng)注意,許多步進(jìn)電機(jī)的兩個(gè)相位偏移 90°,無(wú)刷直流電機(jī)的三個(gè)相位偏移 120°。)該方法稱為伺服步進(jìn)或閉環(huán)步進(jìn)控制。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的伺服控制,而不是驅(qū)動(dòng)器從編碼器的反饋檢測(cè)軸位置向電機(jī)提供全電流,并控制電路(通常是 PID 確定軸跟隨所需的確切扭矩移動(dòng)配置文件。換句話說(shuō),電機(jī)是由扭矩命令而不是電流脈沖驅(qū)動(dòng)的。伺服控制方法比其他步進(jìn)控制方法更有效,因?yàn)樗惶峁?shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)曲線所需的電流。效率高意味著熱量少,電機(jī)壽命長(zhǎng)。伺服控制還消除了困擾其他控制方法的共振問(wèn)題,在低速時(shí)提供高扭矩,并允許電機(jī)在不拉出扭矩的情況下使用全額定扭矩。步進(jìn)電機(jī)的伺服控制雖然比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜,但仍低于完整伺服系統(tǒng)。
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