步進電機加減速過程控制技術(shù)

正因為步進電機的廣泛應(yīng)用,對步進電機的控制的研究也越來越多，在啟動或加速時如果步進脈沖變化太快，轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號的變化，產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。文獻將集成位置傳感器用于二相混合式步進電機中,以位置檢測器和矢量控制為基礎(chǔ),設(shè)計出了一個可自動調(diào)節(jié)的PI速度控制器,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態(tài)特性。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步，提高工作頻率,要對步進電機進行升降速控制。

步進電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。更安靜的環(huán)境、更可靠的性能，這會是打造智能家居無疑是一大福音。其角速度與脈沖頻率成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運行拍數(shù)一定的情況下，只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進電機是借助它的同步力矩而啟動的，為了不發(fā)生失步,啟動頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉(zhuǎn)子直徑增大，慣量增大，啟動頻率和很高運行頻率可能相差十倍之多。

步進電機的起動頻率特性使步進電機啟動時不能直接達到運行頻率，而要有一個啟動過程，即從一個低的轉(zhuǎn)速逐漸升速到運行轉(zhuǎn)速。停止時運行頻率不能立即降為零，而要有一個高速逐漸降速到零的過程。

步進電機為何一定要搭配驅(qū)動器呢？       

步進電機驅(qū)動器是驅(qū)動步進電機運行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機等)發(fā)送來的控制信號并控制步進電機轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度/步數(shù)。         

步進電機很常見的控制信號是脈沖信號，步進驅(qū)動器接收到一個有效脈沖就控制步進電機運行一步。如果其中一相繞組的電流發(fā)生了變向，則電機將順著一個既定方向旋轉(zhuǎn)一步（1。具有細(xì)分功能的步進驅(qū)動器可以改變步進電機的固有步距角，達到更大的控制精度、降低振動及提高輸出轉(zhuǎn)矩;除了脈沖信號，具有總線通信功能的步進驅(qū)動器還能接收總線信號控制步進電機進行相應(yīng)的動作。      步進電機驅(qū)動器可分為兩部分一部分是環(huán)形分配器，另一部分是功率放大器。      環(huán)形分配器：要是接收3種信號分別為：脈沖信號，方向信號，脫機信號。然后再對脈沖信號進行分配，去控制功率放大器相應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，然后使步進電機的線圈得電。從這里我們可以看出，步進電機要運轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進電機是不動的，所以我們需要一個驅(qū)動器來給步進電機的各項繞組依次通電。      方向信號：要控制AB通電的相序，A-B順時針，B-A逆時針;      脫機信號：步進電機停止時，AB線圈有一相得電，得電的功能使轉(zhuǎn)子鎖住，使轉(zhuǎn)子不能動，需要收去撥動轉(zhuǎn)子的時候，需要給脫機信號，使AB相繞組完全斷電，轉(zhuǎn)子處于自由轉(zhuǎn)動狀態(tài)。

步進電機，步進驅(qū)動器和PLC之間的連接  

步進驅(qū)動器首先要外接直流電源24~72V，一端要連步進電機，另一端作輸入信號也就是控制信號，步進電機接受外部信號的結(jié)構(gòu)是采用光電隔離的，比如：PLC的脈沖信號送到驅(qū)動器內(nèi)部，我們要使PLC產(chǎn)生脈沖只需要讓Y0不斷的接通與截止就可以產(chǎn)生。從這里我們可以看出，步進電機要運轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進電機是不動的，所以我們需要一個驅(qū)動器來給步進電機的各項繞組依次通電。      PLC發(fā)送信號給步進電機驅(qū)動器，驅(qū)動器控制步進電機運行，就組成了設(shè)備的傳動結(jié)構(gòu)，有些高精的設(shè)備，需要電機完成更復(fù)雜的傳動動作，會采購具有總線總線功能比如ethercat等的步進電機驅(qū)動器。

步進電機怎么選型，如何選擇步進電機，大家知道嗎？

步進電機轉(zhuǎn)矩的選擇步進電機的保持轉(zhuǎn)矩，近似于傳統(tǒng)電機所稱的“功率”。長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)會致使電機溫度上升，當(dāng)超過電機內(nèi)部的耐熱等級，會使得絕緣性能劣化。當(dāng)然，有著本質(zhì)的區(qū)別。步進電機怎么選型，步進電動機的物理結(jié)構(gòu)，完全不同于交流、直流電機，電機的輸出功率是可變的。如何選擇步進電機。通常根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小(即所要帶動物體的扭力大小)，來選擇哪種型號的電機。大致說來，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42(電機的機身直徑或方度，單位：mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進電機。