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闭环高速步进电机是什么?闭环高速步进电机和开环步进电机的区别又有哪些?

2019-10-08

步进电机的控制方式一般分为开环控制与闭环控制两种控制方式,其中开环控制步进电机最简单的控制方式就是玎环控制系统,在这样的控制方式下,步进电机控制脉冲的输入并不依赖于转子的位置,反而是按一固定的规律发出其控制脉冲,步进电机仅依靠这一系列既定的脉冲而工作,这种控制方式由于步进电机的独特性而比较适合于控制步进电机。

步进电机的控制方式一般分为开环控制与闭环控制两种控制方式,其中开环控制步进电机最简单的控制方式就是玎环控制系统,在这样的控制方式下,步进电机控制脉冲的输入并不依赖于转子的位置,反而是按一固定的规律发出其控制脉冲,步进电机仅依靠这一系列既定的脉冲而工作,这种控制方式由于步进电机的独特性而比较适合于控制步进电机。


闭环高速步进电机是什么?


闭环控制是控制论的一个基本概念。指作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端,并对输入端施加控制影响的一种控制关系。步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和(或) 速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换,可大大改进步进电动机的性能。


在闭环控制的步进电机系统中,或可在具有给定精确度下跟踪和反馈时,扩大工作速度范围,或可在给定速度下提高跟踪和定位精度,或可得到极限速度指标和极限精度指标。


闭环高速步进电机的控制方式


闭环高速步进电机的控制方式大致分为两种:


1、使激磁磁通与电流的相位关系保持一致,使其产生能带动负载转矩的电磁转矩,这种控制电机电流的方式与无刷直流电机控制方式相同,称为无刷驱动方式或电流闭环控制方法。


2、闭环高速步进电机的电流保持一定,控制激磁磁通与电流相位角的方式,称为功率角闭环控制方法。功率角为转子磁极与定子激磁相(或认为是同步电机的定子旋转磁场轴线也可以)相互吸引所成的相位角。此功率角在低速时或轻载时较小,高速时或高负载时较大。引用前文开环控制的原理部分中的下图所示,“杠A”相吸引转子磁极,其次“杠B”相激磁时的角度有π/2,转子磁极位于“杠A”相前缘(图中转子的S极位于A相的左侧)时,使磁极“杠B”相开始激磁。

闭环高速步进电机的控制方式


为什么?因为高速时,受线圈电感的影响,使A相电流的关断时间延长,B相电流上升时间也延长,因此,产生最da转矩加速的角度,其值随速度变快而变大。


闭环高速步进电机工作原理图

闭环高速步进电机工作原理图


这种控制方式是直接或间接地检测出转予(或负载)的位置或速度,然后通过反馈和适当的处理,自动地给出步进电机的驱动脉冲序列,这个驱动脉冲序列是根据负载或转子的位置而随时变化的这种控制方式的实现方法很多,在要求精度很高的场合,结合微步驱动技术及微型计算机控制技术,可以实现很高的位置精度要求。


闭环高速步进电机的优势


a、随着输出转矩的增加,二者的速度均以非线性形式下降,但是,闭环控制提高了矩频特性。


b、闭环控制下,输出功率/转矩曲线得以提高,原因是,闭环下,电机励磁转换是以转子位置信息为基础的,电流值决定于电机负载,因此,即使在低速度范围内,电流也能够充分转换成转矩。


c、闭环控制下,效率一转矩曲线提高。


d、采用闭环控制,可得到比开环控制更高的运行速度,更稳定、更光滑的转速。


e、利用闭环控制,步进电动机可自动地、有效地被加速和减速。


f、闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价,可借助比较IV步内通过某个路径间隔的时间得出:

闭环高速步进电机路径间隔


g、应用闭环驱动,效率可增到7.8倍,输出功率可增到3.3 倍,速度可增到3.6倍。闭环驱动的步进电机的性能在所有方面均优于开环驱动的步进电动机。步进电机闭环驱动具有步进电动机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。因此,在可靠性要求很高的位置控制系统中,闭环控制的步进电动机将获得广泛应用。


步进电机开环与闭环有何区别


1、开环控制内容让对方执行就好了。没有反馈。 闭环控制需要对方执行并且报告给你。要有反馈。


2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动,闭环控制一定会持续一定的时间,可以借此判断。

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