步進(jìn)電機(jī)加減速過程控制技術(shù)
- 發(fā)布時(shí)間:??2021-08-23
- 分類:公司動(dòng)態(tài)
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由于步進(jìn)電機(jī)的廣泛應(yīng)用,對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制的研究越來越多。如果啟動(dòng)或加速過程中階躍脈沖變化過快,轉(zhuǎn)子會(huì)因慣性而無法跟隨通電信號(hào)的變化。出于同樣的原因,當(dāng)停止或減速時(shí),轉(zhuǎn)子鎖定或失步可能會(huì)導(dǎo)致超速。為了防止失速、失步和失步,提高工作頻率,必須控制步進(jìn)電機(jī)提高或降低速度。步進(jìn)電機(jī)的速度取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比,與脈沖時(shí)間同步。因此,在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行節(jié)拍一定的情況下,只需控制脈沖頻率即可
率,就可以得到需要的速度。由于步進(jìn)電機(jī)是通過其同步轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)的,因此啟動(dòng)頻率不高,以避免失步。特別是隨著功率的增加,轉(zhuǎn)子直徑和慣性增大,啟動(dòng)頻率與大工作頻率的差值可能高達(dá)十倍。步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率特性會(huì)使步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)無法直接達(dá)到工作頻率,但一定有一個(gè)啟動(dòng)過程,即速度會(huì)從低速逐漸增加到工作速度。停機(jī)時(shí),工作頻率不能立即降為零,但必須有一個(gè)高速過程才能逐漸降為零。
步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩隨著脈沖頻率的增加而減小。起動(dòng)頻率越高,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小,驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力越差。啟動(dòng)時(shí)失步,停止時(shí)失步。為了使步進(jìn)電機(jī)在不損失步長或超調(diào)的情況下快速達(dá)到所需速度,關(guān)鍵是要充分利用步進(jìn)電機(jī)在每個(gè)工作頻率下提供的轉(zhuǎn)矩,不要超過轉(zhuǎn)矩。因此,步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行通常要經(jīng)過加速、勻速和減速三個(gè)階段,這就要求加速和減速過程盡可能短,而恒速過程盡可能長。特別是在要求快速反應(yīng)的工作中,從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間短,要求加減速過程短,恒速時(shí)速度高。
國內(nèi)外科學(xué)家對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)做了大量的研究,建立了多種加減速控制的數(shù)學(xué)模型,如指數(shù)模型、線性模型等。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了多種。該控制電路改善了步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性,擴(kuò)大了步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍。指數(shù)加減速兼顧了步進(jìn)電機(jī)固有的轉(zhuǎn)矩頻率特性,既能保證步進(jìn)電機(jī)不會(huì)失去其移動(dòng)步距,又能充分利用電機(jī)的固有特性,加減速時(shí)間縮短,但由于電機(jī)負(fù)載的變化而難以實(shí)現(xiàn)。線性加減速只考慮負(fù)載能力范圍內(nèi)電機(jī)角速度與脈沖的關(guān)系,與電源電壓和負(fù)載環(huán)境無關(guān)。由于速度的波動(dòng),這個(gè)速度的加速方法是不變的。缺點(diǎn)是沒有充分考慮步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)會(huì)失去同步。
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