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簡述分析控制步進電機的原理

信息發布來源:直線步進電機供應商振合機電

步進電機是運行器件,是機械電子工程的重要部件,大范圍的運用在不通風的機械控制系統中。伴著微電子跟互聯網的發展,步進電機的供求量日積月累,在國民經濟不同領域都有運用。​

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的實行組織。淺顯一點講:當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號時,就驅動步進電機按設定的方向轉變一個固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉是以固定的角度一步一步工作的,經過控制脈沖個數控制角位移量,抵達準確定位的目的,同時經過控制脈沖頻率來控制電機轉變的速度和加速度,抵達調速的目的。步進電機作為一種控制用的特種電機,其沒有堆集差錯(精度為100%),被廣泛運用于各種開環控制。  一、步進電機的種類  永磁式步進電機通常為兩相,轉矩和體檢較小,步踞角通常為7.5度或15度,多用于空調風擺上。   反應式步進電機常見的有三相反應式,步踞角為1.5度。   混合式步進電機常見的有兩相、三相、四相、五相混合式。兩相和四相混合式可以通用驅動器,步踞角多是1.8度,具有體積小、大力距、低噪音的特征。五相混合式步踞角為0.72度,分辨率高,但是驅動電路雜亂,接線麻煩。三相混合式步踞角為1.2度,其擁有比兩相、五相混合式更多的磁極,有利于電機夾角的對稱,因而比兩相、五相精度更高,差錯更小,工作更平穩。  二、步進電機的有關概念  步進電機的精度:步進電機的精度為步進角的3%―5%,且不累積。   步踞角:即是發送一個脈沖,電機對應轉變的角度。   定位轉矩:是指步進電機不通電的情況下,定子鎖住轉子的力矩。   工作頻率:步進電機不失步工作的最高頻率。   細分驅動器:首要目的是削弱或消除步進電機的低頻振動,進步電機的運作精度,減少噪音。  三、步進電機的特征  1.高精度的定位。   步進電機的最大特征是可以簡略地做到高精度的定位控制。以五相步進電機為例:其定位基本單位(分辨率)為0.72度(全步級)/0.36度(半步級),是非常小的;接連定位精度差錯皆在±3分(±0.05度)以內,且無累計差錯,因而能抵達高精度的定位控制。(步進電機的定位精度取決于電機本身的機械加工精度)   2.方位及速度控制。   步進電機在輸入脈沖信號時,可以依輸入的脈沖數做固定角度的反轉,進而得到活絡的角度控制(方位控制),并可得到與該脈沖信號周波數(頻率)成份額的反轉速度。   3.具定位堅持力。   步進電機在接連狀態下(無脈波信號輸入時)仍具有激磁堅持力,因而,即使不依托機械式的剎車,也能做到接連方位的堅持。   4.動作活絡。   步進電機由于加速性能優越,所以可做到瞬時起動、接連、正反轉等快速、再三的定位動作。   5.開回路控制,不必依托傳感器定位。   步進電機的控制系統構成簡略,不需要速度感應器(ENCODER、轉速發電機)及方位傳感器(SENSOR),就能以輸入的脈波抵達速度與方位的控制。也因其屬開回路控制,所以最適合于短間隔、高頻度、高精度等定位控制的場合下運用。   6.中低速時具有高轉矩。   步進電機在中低速時具有較大的轉矩,所以可以較同級步進電機供給更大的扭力輸出。   7.高信固執。   運用步進電機設備與運用離合器、減速機及極限開關等其它設備相較,步進電機的缺點及誤動作少,所以在檢查及維護時也較簡略簡略。   8.體積小,功率高。   步進電機體積小、扭力大,在狹窄的空間內也可順利做設備,并供給高轉矩輸出。  四、步進電機的控制原理  步進電機是數字控制電機,它將脈沖信號轉變成角位移,即給一個脈沖信號,步進電機就轉變一個角度,因而非常適合于單片機控制。   步進電機區別于其他控制電機的最大特征是:它是經過輸入脈沖信號進行控制的,即電機的總轉變角度由輸入脈沖數選擇,而電機的轉速則由脈沖信號頻率選擇。   步進電機的驅動電路根據控制信號工作,而控制信號則由單片機發作。其基本原理如下:   (一)控制換相次序。   通電換相這一進程稱為脈沖分配。例如:三相步進電機的三拍工作方法,其各相通電次序為A―B―C―D,通電控制脈沖就必須嚴厲依照這一次序分別控制A,B,C,D,進行電的通斷。   (二)控制步進電機的轉向。   假設給定工作方法是正序換相通電,步進電機就正轉;假設按反序通電換相,步進電機就反轉。   (三)控制步進電機的速度。   假設給步進電機發一個控制脈沖,它就轉一步,再發一個脈沖,它就再轉一步。兩個脈沖的間隔越短,步進電機就轉得越快。調整單片機宣告的脈沖頻率,就可以對步進電機進行調速。

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