閉環步進電機是如何工作的-閉環步進電機廠
閉環步進電機本質上是開環設備。它們不需要反饋,因為驅動器提供的每一個電流脈沖都等于電機的一步(或微步時的一小步)。再加上小步長(或步距角),無需反饋裝置和復雜的控制方案,即可準確確定電機的位置。那么,如果步進電機的位置可以在開環系統中確定,為什么要增加閉環控制的成本和復雜性呢?因為只有當電機永不失步時,才能準確理解電機的位置。在現實世界中,有很多情況會導致電機丟失或錯過步數——例如,機器卡住,導致電機軸無法旋轉。為了應對這些可能性,步進電機通常尺寸過大,以處理扭矩峰值、失速或其他可能導致電機失速的異常情況。然而,當丟失的步驟可能對應用程序或過程有害時,另一個解決方案是在閉環系統中運行步進電機,并使用位置反饋來檢測和糾正定位錯誤。步進電機通常有三種類型的閉環控制,每種類型都提供不同級別的定位控制和復雜性。
基于失步補償的常見閉環步進電機系統類型,又稱失步控制或步進位置維護。在此設置中,驅動器以微步模式運行,編碼器跟蹤軸置。如果檢測到丟失的步數,控制器將命令額外的步數,使電機(或負載)達到所需的位置。失步補償是一種簡單的步進電機閉環方案,如上述,是一種廣泛的方案,但其主要缺點是它只補償移動結束時錯過的步驟,而不是在整個過程中連續補償。移動配置文件。負載位置控制,又稱閉環微步,連續監控軸(或負載)位置,產生錯誤信號。控制器使用此誤差信號實時調整命令。采用負載位置控制,系統仍以微步模式作為步進系統運行,但更準確地遵循移動曲線,而不是允許電機在移動過程中發生偏差,并在移動結束時發出單位補償命令。
先進的閉環步進控制方法是將電機用作兩相無刷 ( BLDC ) 電機運行。(請注意,許多步進電機的兩個相位偏移 90°,無刷直流電機的三個相位偏移 120°。)該方法稱為伺服步進或閉環步進控制。對于步進電機的伺服控制,而不是驅動器從編碼器的反饋檢測軸位置向電機提供全電流,并控制電路(通常是 PID 確定軸跟隨所需的確切扭矩移動配置文件。換句話說,電機是由扭矩命令而不是電流脈沖驅動的。伺服控制方法比其他步進控制方法更有效,因為它只提供實現運動曲線所需的電流。效率高意味著熱量少,電機壽命長。伺服控制還消除了困擾其他控制方法的共振問題,在低速時提供高扭矩,并允許電機在不拉出扭矩的情況下使用全額定扭矩。步進電機的伺服控制雖然比開環系統復雜,但仍低于完整伺服系統。
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