PID控制作為一種簡單而實用的控制方法,在步進(jìn)電機驅(qū)動中獲得了普遍的應(yīng)用。它根據(jù)給定值r(t)與實際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差e(t),將偏差的比例,、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量,對被控對象進(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。文獻(xiàn)根據(jù)步進(jìn)電機的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了步進(jìn)電機的PID控制系統(tǒng),采用PID控制算法得到控制量,從而控制電機向指定位置運動,。后,通過仿真驗證了該控制具有較好的動態(tài)響應(yīng)特性,。采用PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強,、可靠性高等優(yōu)點,但是它無法有效應(yīng)對系統(tǒng)中的不確定信息,。步進(jìn)電機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn), 驅(qū)動信號必須為脈沖信號,,沒有脈沖的時候,, 步進(jìn)電機靜止。河北直線步進(jìn)電機驅(qū)動器
步進(jìn)電機在其旋轉(zhuǎn)過程中以不連續(xù)的步幅移動,,步距由步距角定義,。它具有兩個電流繞組,每個電流繞組都可通過一個H橋進(jìn)行控制,。如圖1所示,,步進(jìn)電機驅(qū)動器將接近一個正弦波(藍(lán)色)的電流波形施加到一個線圈中,將一個余弦波(紅色)的電流波形施加到另一個線圈中,。電流波形的一個(90度)象限對應(yīng)于步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)一個步長角-對于當(dāng)今使用的大多數(shù)混合式步進(jìn)電機為1.8度,。根據(jù)復(fù)雜性和可用功能,一臺3D打印機可以包含4到10個步進(jìn)電機,。圖2顯示了3D打印機的簡化框圖,。浙江110系列步進(jìn)電機供應(yīng)商驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機分時供電的,多相時序控制器,。
當(dāng)步進(jìn)電機切換一次定子繞組的激磁電流時,,轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個固定角度即步距角。步距角一般由切換的相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩得到,,所以需要每相極數(shù)是偶數(shù),。步進(jìn)電機通常都為兩相以上的,,當(dāng)然也有一些特殊的只有一個線圈的單相步進(jìn)電機。雖說單相,,實為一個線圈產(chǎn)生的磁通方向交互反轉(zhuǎn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,。實用的步進(jìn)電機的相數(shù)有單相、兩相,、三相,、四相,、五相?,F(xiàn)在使用的步進(jìn)電機大部分用永磁轉(zhuǎn)子。普遍使用永久磁鐵的原因是效率高,,分辨率高等優(yōu)點,。以下以介紹永磁轉(zhuǎn)子為主。
步進(jìn)電機又稱為脈沖電機,,基于較基本的電磁鐵原理,,它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,。其原始模型是起源于1830年至1860年間,。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中,。這被認(rèn)為是較初的步進(jìn)電機,。二十世紀(jì)初,在電話自動交換機中普遍使用了步進(jìn)電機,。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,,步進(jìn)電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等單獨系統(tǒng)中得到了普遍的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機上,,對于數(shù)字化的控制變得更為容易,。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),,步進(jìn)電機的控制方式更加靈活多樣,。步進(jìn)電機有一個技術(shù)參數(shù)。
步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率,、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù),。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(jìn)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,啟動頻率和蕞高運行頻率可能相差十倍之多,。步進(jìn)電機的起動頻率特性使步進(jìn)電機啟動時不能直接達(dá)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(jìn)電機是由一組纏繞在電機固定部件--定子齒槽上的線圈驅(qū)動的,。浙江28系列步進(jìn)電機制造商
步進(jìn)電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動機,。河北直線步進(jìn)電機驅(qū)動器
目前,工業(yè)化國家一般家庭中約使用 50~100 臺特種電機,,電機主要品種為:永磁直流電動機,、單相感應(yīng)電動機、串勵電動機,、步進(jìn)電動機,、無刷直流電動機、交流伺服電動機等,。為了滿足用戶越來越高的要求和適應(yīng)信息時代發(fā)展的需要,,實現(xiàn)家用電器產(chǎn)品節(jié)能化、舒適化,、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化,家用電器的更新?lián)Q代周期很快,,對配套的電機提出了高效率,、低噪聲、低振動,、低價格,、可調(diào)速和智能化的要求。家用電器行業(yè)用電機正進(jìn)行著更新,,以高效永磁無刷直流電動機為驅(qū)動的家用電器正預(yù)示著家用電器業(yè)發(fā)展的方向,。如目前流行的高效節(jié)能變頻空調(diào)和冰箱就采用永磁無刷直流電動機驅(qū)動其壓縮機及風(fēng)扇。洗衣機采用低噪聲多極扁平永磁無刷直流電動機,,可省去原有的機械減速器而直接驅(qū)動滾筒,,實現(xiàn)無級調(diào)速,是目前洗衣機中的高級產(chǎn)品,。吸塵器中采用永磁無刷直流電動機替代原用的單相串勵電動機,,具有體積小、效率高、噪聲低,、壽命長等優(yōu)點,。河北直線步進(jìn)電機驅(qū)動器
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