步進(jìn)電機(jī)如何減速?
步進(jìn)電機(jī)是一種常用、應(yīng)用廣泛的驅(qū)動(dòng)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)通常需要搭配減速設(shè)備一起使用,以達(dá)到理想驅(qū)動(dòng)效果;步進(jìn)電機(jī)常用的減速設(shè)備和方法有如減速齒輪箱、編碼器、控制器、脈沖信號(hào)等。
脈沖信號(hào)減速:步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速度,是根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)的變化來(lái)改變的。從理論上講,給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖,步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角(細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角)。實(shí)際上,如果脈沖信號(hào)變化太快,步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼作用,轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號(hào)的變化,將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。
減速齒輪箱減速:步進(jìn)電機(jī)搭載減速齒輪箱一起使用,步進(jìn)電機(jī)輸出高速、低扭矩轉(zhuǎn)速,連接減速齒輪箱,齒輪箱內(nèi)部減速齒輪組嚙合驅(qū)動(dòng)形成的減速比,將步進(jìn)電機(jī)輸出的高速降低,而且提升驅(qū)動(dòng)扭矩,達(dá)到理想驅(qū)動(dòng)效果;減速效果取決于齒輪箱的減速驅(qū)動(dòng)比,減速比越大,輸出轉(zhuǎn)速越小,反之亦然。
曲線指數(shù)控制速度:指數(shù)曲線,在軟件編程中,先算好時(shí)間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi),工作時(shí)指向選取。通常,完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時(shí)間為300ms以上。如果使用過(guò)于短的加減速時(shí)間,對(duì)絕大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)來(lái)說(shuō),就會(huì)難以提升步進(jìn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。
編碼器控制減速:PID 控制作為一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的控制方法 , 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。它根據(jù)給定值 r( t) 與實(shí)際輸出值 c(t) 構(gòu)成控制偏差 e( t) , 將偏差的比例 、積分和微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量 ,對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制 。文獻(xiàn)將集成位置傳感器用于二相混合式步進(jìn)電機(jī)中 ,以位置檢測(cè)器和矢量控制為基礎(chǔ) ,設(shè)計(jì)出了一個(gè)可自動(dòng)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 。文獻(xiàn)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ,設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機(jī)向指定位置運(yùn)動(dòng) 。最后 ,通過(guò)仿真驗(yàn)證了該控制具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 。采用 PID 控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、魯棒性強(qiáng) 、可靠性高等優(yōu)點(diǎn) ,但是它無(wú)法有效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中的不確定信息 。