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传统的步进电机转型闭环控制

来源:https://www.nbw52.com | 发布日期:2021-09-15


目前在工业自动化行业中,步进电机的使用也非常的广泛。例如工业机器人、3D打印机、计算机硬盘等等都有步进电机的身影。传统的步进电机可以控制转子的角度位置,而不需要传感器来控制位置,是一种开环控制系统。


闭环步进电机


  但随着伺服闭环控制在高速度,高响应,高精度这“三高”上表现越来越出色,步进电机也开始往闭环控制上发展。越来越多厂商推出一体化闭环电机,填补开环的步进电机和高性能伺服电机中间阶段的空白。

 闭环控制下步进系统精度提升:

  大家都可能知道,步进系统比伺服系统便宜很多,因为其成本低, 在自动控制领域步进系统占有率还是很高的, 但步进系统存在丢步的可能性。虽然有微步驱动可以提高步进电机的准确性, 但微步并不是完全可靠。 有了闭环控制器, 步进系统精度一点不比伺服差了, 只是速度肯定还是没法和伺服比。步进电机配合闭环控制以及光栅尺基本可以实现全闭环控制,免除机械误差。

  闭环步进电机不是单纯给步进电机配一个编码器,而是按照伺服电机系统的工作原理进行设计开发。目前最广泛应用的是电机专用DSP芯片,采用32位的DSP做为主处理器,以保证整个系统的高响应和高速,可以做到每隔25微秒就可以调整一次电机的电流,同时也会配置编码器。

 步进系统闭环解决丢步与过冲

  对于伺服电机来说,在由高速转为低速时,不可避免地要过冲一段距离,然后再纠正。简单点说控制器发一个脉冲给伺服电机时,伺服电机往往不是走一个脉冲,而是走3个脉冲,然后回退2个脉冲。在某些特定运动场合,这种过冲是不允许存在的。恰好的是,步进电机的特点就是不会过冲,结合步进电机自身的特点和伺服闭环的控制方式,在此类运动场合中有很大的应用空间。

小结

市面上其实有很多电机产商也推出不少结合闭环控制的步进电机,这里不一一列举,总的趋势来看步进电机是朝着闭环或者说混合的方向在发展。这种趋势会使步进系统逐渐进入高精度要求的机器,填补开环步进和高性能伺服中间断档的空缺。


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