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普遍的應用。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。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。步進電機必須加驅動才可以運轉, 驅動信號必須為脈沖信號,沒有脈沖的時候, 步進電機靜止。河北直線步進電機驅動器
步進電機在其旋轉過程中以不連續的步幅移動,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橋進行控制。如圖1所示,步進電機驅動器將接近一個正弦波(藍色)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)象限對應于步進電機旋轉一個步長角-對于當今使用的大多數混合式步進電機為1.8度。根據復雜性和可用功能,一臺3D打印機可以包含4到10個步進電機。圖2顯示了3D打印機的簡化框圖。浙江110系列步進電機供應商驅動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器。
當步進電機切換一次定子繞組的激磁電流時,轉子就旋轉一個固定角度即步距角。步距角一般由切換的相電流產生的旋轉力矩得到,所以需要每相極數是偶數。步進電機通常都為兩相以上的,當然也有一些特殊的只有一個線圈的單相步進電機。雖說單相,實為一個線圈產生的磁通方向交互反轉而驅動轉子轉動。實用的步進電機的相數有單相、兩相、三相、四相、五相。現在使用的步進電機大部分用永磁轉子。普遍使用永久磁鐵的原因是效率高,分辨率高等優點。以下以介紹永磁轉子為主。
步進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的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。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,應用于氫弧燈的電極輸送機構中。這被認為是較初的步進電機。二十世紀初,在電話自動交換機中普遍使用了步進電機。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等單獨系統中得到了普遍的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發明也逐漸應用在步進電機上,對于數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出現,步進電機的控制方式更加靈活多樣。步進電機有一個技術參數。
步進電機的轉速取決于脈沖頻率、轉子齒數和拍數。其角速度與脈沖頻率成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而在轉子齒數和運行拍數一定的情況下,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,為了不發生失步,啟動頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉子直徑增大,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,即從一個低的轉速逐漸升速到運行轉速。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。步進電機是由一組纏繞在電機固定部件--定子齒槽上的線圈驅動的。浙江28系列步進電機制造商
步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。河北直線步進電機驅動器
目前,工業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、單相感應電動機、串勵電動機、步進電動機、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信息時代發展的需要,實現家用電器產品節能化、舒適化、網絡化、智能化,家用電器的更新換代周期很快,對配套的電機提出了高效率、低噪聲、低振動、低價格、可調速和智能化的要求。家用電器行業用電機正進行著更新,以高效永磁無刷直流電動機為驅動的家用電器正預示著家用電器業發展的方向。如目前流行的高效節能變頻空調和冰箱就采用永磁無刷直流電動機驅動其壓縮機及風扇。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動滾筒,實現無級調速,是目前洗衣機中的高級產品。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、壽命長等優點。河北直線步進電機驅動器
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