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带减速步进电机控制器

浏览次数:392       日期:2018-02-06 06:36:38
       减速步进电机具有易控制、快速响应性能较好、并且可以在很宽的速度范围内进行平滑调速的优良特性,是现代设备的必备元件。例如数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制等在自动控制系统中被广泛使用的执行元件。

带减速步进电机
带减速步进电机

 
       因为步进电机的起频特性,使得步进电机在启动时不可以也不能直接达到运行频率,而是需要有一个较长的启动过程;从较低的转速逐渐提升到较高的运行转速。并且它停止时的运行频率不能即克下降至零,而是需要一个从高速逐渐降速至零的一个过程。
       步进电机因为近几十年来数字技术、计算机技术、以及永磁材料的迅速发展,为减速步进电机的使用开辟了广阔的市场前景。而且步进电机与驱动电路所组成的开环数控系统,既简单、实惠、还十分可靠。
       也正因为现在步进马达的广泛使用,让社会企业对于步进电机的控制研究越来越看重。本文主要是介绍用于自动磨边机的步进电机升降速控制器,考虑了通用性的原因,它可以使用于其他场合。
       它在启动或者加速时,如果传输的步进脉冲变化太快,其转子会因为惯性,跟不上脉冲信号的变化,从而产生电机堵转或者失步;当其在停止或者是减速时,由于同样的原因就可能产生电机超步。所以为了防止电机堵转、失步与超步,提高电机整体工作效率,需要对步进电机进行升降速控制。

带减速步进电机
带减速步进电机

 

       我们从步进电机的矩频特性可以得知,步进电机的输出转矩会随着脉冲频率的上升而下降,启动频率越高、转矩越小、带负载能力越差,并且启动时还会造成失步现象;然而在电机停止时,又会发生惯性过冲现象。所以要想让步进电机快速达到要求的速度却又不产生失步或者过冲现象,关键点在于:加速过程中,加速度所需要的转矩,要即能够充分利用各个运行频率下电机所提供的转矩,但是却又不能超过该转矩。
       所以步进电机的运行要经过三个阶段:加速、匀速、减速,但要求其加减速的过程时间尽可能的短,恒速时间尽量长。特别是在那些要求快速响应的工作中,从起点至终点的运行时间要求最短,这就代表了加速与减速的过程必须尽可能的短,而恒速的速度要尽可能的长。
       “直线规律”是以前升速与降速的多数选择,它脉冲频率的变化会因为使用这种方法有一个恒定的加速度。从而在步进电机不产生失步的前提下,驱动脉冲频率变化的加速度,与步进电机转子的角加速度成正比。然而在电机的转矩跟随脉冲频率的上升保持恒定时,直线规律引起的升降速才是最为理想的升降速曲线;而一些步进电机的转矩会跟随脉冲频率的上升发生下降,其所产生的直线就不算是理想的升降速曲线。
       因此直线规律升降速的方法虽然简单,但它并不能保证电机在升降速的过程中,其转子的角加速度变化与它的输出力矩变化相适应,从而不能达到最大限度的发挥电机加速性能。
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