1概述
步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一,是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移,是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展,步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中,是高科技发展的一个重要环节。
2步进电动机闭环系统与开环系统比较
步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下,步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制,控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点,使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。
但是,步进电机的开环控制无法避免步进电动机本身所固有的缺点,即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面,开环控制的步进电动机系统的精度要高于分级是很困难的,其定位精度比较低。因此,在精度和稳定性标准要求比较高的系统中,就必须果用闭环控制系统。
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**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。步进电动机的闭环控制性能与开环控制性能相比,具有如下优点:
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。