閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的工作原理

 

　　這種控制方式是直接或間接地檢測(cè)出轉(zhuǎn)予(或負(fù)載)的位置或速度，然后通過(guò)反饋和適當(dāng)?shù)奶幚恚詣?dòng)地給出步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖序列，這個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖序列是根據(jù)負(fù)載或轉(zhuǎn)子的位置而隨時(shí)變化的這種控制方式的實(shí)現(xiàn)方法很多，在要求精度很高的場(chǎng)合，結(jié)合微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)及微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)很高的位置精度要求。

 

 

 

　　閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)

 

　　a、隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增加，二者的速度均以非線性形式下降，但是，閉環(huán)控制提高了矩頻特性。

 

　　b、閉環(huán)控制下，輸出功率/轉(zhuǎn)矩曲線得以提高，原因是，閉環(huán)下，電機(jī)勵(lì)磁轉(zhuǎn)換是以轉(zhuǎn)子位置信息為基礎(chǔ)的，電流值決定于電機(jī)負(fù)載，因此，即使在低速度范圍內(nèi)，電流也能夠充分轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。

 

　　C、閉環(huán)控制下，效率一轉(zhuǎn)矩曲線提高。

 

　　d、采用閉環(huán)控制，可得到比開(kāi)環(huán)控制更高的運(yùn)行速度，更穩(wěn)定、更光滑的轉(zhuǎn)速。

 

　　e、利用閉環(huán)控制，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)地、有效地被加速和減速。

 

　　f、閉環(huán)控制相對(duì)開(kāi)環(huán)控制在快速性方面提高的定量評(píng)價(jià)，可借助比較IV步內(nèi)通過(guò)某個(gè)路徑間隔的時(shí)間得出：

 

　　g、應(yīng)用閉環(huán)驅(qū)動(dòng)，效率可增到7.8倍，輸出功率可增到3.3 倍，速度可增到3.6倍。閉環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)的性能在所有方面均優(yōu)于開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)和直流無(wú)刷伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。因此，在可靠性要求很高的位置控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將獲得廣泛應(yīng)用。

 

　　步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)與閉環(huán)有何區(qū)別

 

　　1、開(kāi)環(huán)控制內(nèi)容讓對(duì)方執(zhí)行就好了。沒(méi)有反饋。 閉環(huán)控制需要對(duì)方執(zhí)行并且報(bào)告給你。要有反饋。

 

　　2、是否對(duì)當(dāng)前控制起作用。開(kāi)環(huán)控制一般是在瞬間就完成的控制活動(dòng)，閉環(huán)控制一定會(huì)持續(xù)一定的時(shí)間，可以借此判斷。

 

　　步進(jìn)電機(jī)與閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)

 

　　閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的一種類型。具體內(nèi)容是指： 把控制系統(tǒng)輸出量的一部分或全部，通過(guò)一定方法和裝置反送回系統(tǒng)的輸入端，然后將反饋信息與原輸入信息進(jìn)行比較，再將比較的結(jié)果施加于系統(tǒng)進(jìn)行控制，避免系統(tǒng)偏離預(yù)定目標(biāo)。閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)利用的是負(fù)反饋。 即是由信號(hào)正向通路和反饋通路構(gòu)成閉合回路的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱反饋控制系統(tǒng)。

 

　　同開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因(外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化)，只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。但反饋回路的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且增益選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。為提高控制精度，在擾動(dòng)變量可以測(cè)量時(shí)，也常同時(shí)采用按擾動(dòng)的控制(即前饋控制)作為反饋控制的補(bǔ)充而構(gòu)成復(fù)合控制系統(tǒng)。

 

　　以前好多的步進(jìn)電機(jī)都是開(kāi)環(huán)控制的，它的這個(gè)軸端沒(méi)有編碼器，但是隨著我們技術(shù)的發(fā)展，好多廠家都開(kāi)始生產(chǎn)這個(gè)帶編碼器的步進(jìn)電機(jī)了，那么它有什么好處了?好處就是可以進(jìn)行閉環(huán)控制了。如果步進(jìn)電機(jī)在開(kāi)環(huán)電路中驅(qū)動(dòng)，它在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生失步、震動(dòng)以及高速運(yùn)行困難等問(wèn)題，那么什么叫做失步了?就是假設(shè)我們的PLC發(fā)出1000個(gè)脈沖而是只走了990個(gè)脈沖，它丟失了那幾個(gè)脈沖，這個(gè)就叫做失步。我們?cè)诓竭M(jìn)電機(jī)的軸端安裝編碼器來(lái)檢測(cè)電機(jī)的位置和速度，反饋給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器形成閉環(huán)控制。這樣它就不容易失步了，我們讓它走1000個(gè)脈沖，它必須要走完返回1000個(gè)脈沖才會(huì)停下來(lái)，這個(gè)就跟伺服是一樣了，這樣就不容易失步了。但是步進(jìn)電機(jī)的精度不行，因?yàn)樵诮^對(duì)控制中定位這個(gè)精度主要在于編碼器，安裝在這個(gè)步進(jìn)電機(jī)上面的編碼器，它每轉(zhuǎn)也就4000來(lái)個(gè)脈沖的樣子，最多有10000個(gè)脈沖，而我們安裝在伺服電機(jī)上的編碼器它轉(zhuǎn)一圈就是上百萬(wàn)個(gè)脈沖，100萬(wàn)，200萬(wàn)都可以，所以說(shuō)它的精度不一樣。