標(biāo)題:
步進(jìn)電動機閉環(huán)控制與開環(huán)控制的比較
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作者:
songxiasifu
時間:
2017-6-8 17:16
標(biāo)題:
步進(jìn)電動機閉環(huán)控制與開環(huán)控制的比較
步進(jìn)電機的主要優(yōu)點之一是適于開環(huán)控制。在開環(huán)控制下，步進(jìn)電動機受具有予定時間間隔的脈沖序列所控制，控制系統(tǒng)中無需反饋傳感器和相應(yīng)的電子線路。這種線路具有簡單、費用低的特點，使步進(jìn)電動機的開環(huán)控制系統(tǒng)得以廣泛的應(yīng)用。
但是，步進(jìn)電機的開環(huán)控制無法避免步進(jìn)電動機本身所固有的缺點，即共振、振蕩、失步和難以實現(xiàn)高速。另一方面，開環(huán)控制的步進(jìn)電動機系統(tǒng)的精度要高于分級是很困難的，其定位精度比較低。因此，在精度和穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)要求比較高的系統(tǒng)中，就必須果用閉環(huán)控制系統(tǒng)。
步進(jìn)電動機的閉環(huán)控制是采用位置反饋和(或)速度反饋來確定與轉(zhuǎn)子位置相適應(yīng)的相位轉(zhuǎn)換，可大大改進(jìn)步進(jìn)電動機的性能。
在閉環(huán)控制的步進(jìn)電機系統(tǒng)中，或可在具有給定精確度下跟蹤和反饋時，擴大工作速度范圍，或可在給定速度下提高跟蹤和定位精度，或可得到極限速度指標(biāo)和極限精度指標(biāo)。步進(jìn)電動機的閉環(huán)控制性能與開環(huán)控制性能相比，具有如下優(yōu)點：
a.隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增加，二者的速度均以非線性形式下降，但是，閉環(huán)控制提高了矩頻特性。
b.閉環(huán)控制下，輸出功率/轉(zhuǎn)矩曲線得以提高，原因是，閉環(huán)下，電機勵磁轉(zhuǎn)換是以轉(zhuǎn)子位置信息為基礎(chǔ)的，電流值決定于電機負(fù)載，因此，即使在低速度范圍內(nèi)，電流也能夠充分轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。
c.閉環(huán)控制下，效率一轉(zhuǎn)矩曲線提高。
d.采用閉環(huán)控制，可得到比開環(huán)控制更高的運行速度，更穩(wěn)定、更光滑的轉(zhuǎn)速。
e.利用閉環(huán)控制，步進(jìn)電動機可自動地、有效地被加速和減速。
f.閉環(huán)控制相對開環(huán)控制在快速性方面提高的定量評價，可借助比較Ⅳ步內(nèi)通過某個路徑間隔的時間得出：式中n-步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)換拍數(shù)(N>n)
g.應(yīng)用閉環(huán)驅(qū)動，效率可增到7.8倍，輸出功率可增到3.3倍，速度可增到3.6倍。閉環(huán)驅(qū)動的步進(jìn)電機的性能在所有方面均優(yōu)于開環(huán)驅(qū)動的步進(jìn)電動機。步進(jìn)電機閉環(huán)驅(qū)動具有步進(jìn)電動機開環(huán)驅(qū)動和直流無刷伺服電機的優(yōu)點。因此，在可靠性要求很高的位置控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制的步進(jìn)電動機將獲得廣泛應(yīng)用。
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