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步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)電路驅(qū)動(dòng)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。因此,步進(jìn)電機(jī)被稱為速度控制或位置控制的低成本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
步進(jìn)電機(jī)基本上以開環(huán)電路驅(qū)動(dòng),用于位置控制。換句話說,步進(jìn)電機(jī)以外的電機(jī)尤其是高精度的步進(jìn)電機(jī)之外并沒有做開環(huán)控制定位的,而用開環(huán)電路驅(qū)動(dòng)的電機(jī)只有步進(jìn)電機(jī)。例如無刷電機(jī),首先為切換相,需要測出轉(zhuǎn)子位置,需要含位置傳感器的位置閉環(huán)電路。而且如果按一定速度驅(qū)動(dòng),需測出轉(zhuǎn)子的速度,此為速度閉環(huán)電路:如果想定位控制,需要含有轉(zhuǎn)子位置信號的編碼器等傳感器的閉環(huán)電路。與開環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)相比較,含傳感器的閉環(huán)電路成本高。因此,步進(jìn)電機(jī)被稱為速度控制或位置控制的低成本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
相對步距角閉環(huán)控制方式,按照步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)位置(激磁磁通位置)在適當(dāng)?shù)奈恢媒o各相通激磁電流,有不會(huì)受到電流閉環(huán)控制制約的優(yōu)點(diǎn)。但與按照負(fù)載的變化增減電流的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)不同,它存在輕載時(shí)效率低的缺點(diǎn)。因此,低速時(shí)用電流閉環(huán)控制,高速時(shí),用步距角閉環(huán)控制,尤其在步進(jìn)電機(jī)靜止時(shí)保持激磁電流恒定,可以產(chǎn)生保持力矩,并可以隨時(shí)按照動(dòng)作條件,切換控制方式。
步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)電路驅(qū)動(dòng)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),有失步、振動(dòng)(噪音)以及高速運(yùn)行困難等問題,為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn),步進(jìn)電機(jī)安裝角度傳感器,形成閉環(huán)控制,用以檢測并避免失步。步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制方式大致分為兩種:
1、使磁極磁通與電流的相位關(guān)系保持一致,使其產(chǎn)生能帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩,這種控制電機(jī)電流的方式與無刷直流電機(jī)控制方式相同,稱為無刷驅(qū)動(dòng)方式或電流閉環(huán)控制方式。
2、電機(jī)電流保持一定,控制激磁磁通與電流相位角的方式,稱為功率角閉環(huán)控制方法。功率角為轉(zhuǎn)子磁極與定子激磁相(或認(rèn)為是同步電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場線也可以)相互吸引所稱的相位角。此功率角在低速時(shí)或輕載時(shí)較小,高速時(shí)或高負(fù)載時(shí)較大。
電流閉環(huán)控制方法與交流伺服控制方法相同,通過電流控制環(huán)(轉(zhuǎn)矩控制)適應(yīng)負(fù)載的變化。
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