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步進電機如何減速?

2021-12-25 02:54

步進電機是一種常用、應用廣泛的驅動電機,步進電機通常需要搭配減速設備一起使用,以達到理想驅動效果;步進電機常用的減速設備和方法有如減速齒輪箱、編碼器、控制器、脈沖信號等。

脈沖信號減速:步進電機轉速度,是根據輸入的脈沖信號的變化來改變的。從理論上講,給驅動器一個脈沖,步進電機就旋轉一個步距角(細分時為一個細分步距角)。實際上,如果脈沖信號變化太快,步進電機由于內部的反向電動勢的阻尼作用,轉子與定子之間的磁反應將跟隨不上電信號的變化,將導致堵轉和丟步。

減速齒輪箱減速:步進電機搭載減速齒輪箱一起使用,步進電機輸出高速、低扭矩轉速,連接減速齒輪箱,齒輪箱內部減速齒輪組嚙合驅動形成的減速比,將步進電機輸出的高速降低,而且提升驅動扭矩,達到理想驅動效果;減速效果取決于齒輪箱的減速驅動比,減速比越大,輸出轉速越小,反之亦然。

曲線指數控制速度:指數曲線,在軟件編程中,先算好時間常數存貯在計算機存貯器內,工作時指向選取。通常,完成步進電機的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間,對絕大多數步進電機來說,就會難以提升步進電機的高速旋轉。

編碼器控制減速:PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 , 在步進電機驅動中獲得了廣泛的應用。它根據給定值 r( t) 與實際輸出值 c(t) 構成控制偏差 e( t) , 將偏差的比例 、積分和微分通過線性組合構成控制量 ,對被控對象進行控制 。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 ,設計出了一個可自動調節的 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特性 。文獻根據步進電機的數學模型 ,設計了步進電機的 PID 控制系統 ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向指定位置運動 。最后 ,通過仿真驗證了該控制具有較好的動態響應特性 。采用 PID 控制器具有結構簡單 、魯棒性強 、可靠性高等優點 ,但是它無法有效應對系統中的不確定信息 。

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