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提高步进电机运行环境质量的电流控制研究方法

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基本的双极步进电机临清

双极性步进临清电机主要包含两绕组,为了使临清电机系统运行进行平稳,不断的给这两个线圈可以加以利用相位差90度的正弦波,步进临清电机就开始通过转动结合起来。

步进清洗电机一般不是由模拟线性放大器驱动,而是由PWM电流调节,将线性正弦信号转换为离散线性段信号。 正弦波可分为多段。 随着段数的增加,波形接近正弦波。 在实际应用中,段数从4到2048或更多,大多数步进驱动IC被细分为4到64段。

步进驱动,每次只有一相功率,两相交流电和电流方向开关,使步进临清电机共四个机械状态。半步驱动比全步驱动更复杂,可能需要同时通电,如图1所示,将临清电机的步进分辨率提高一倍。细分驱动时,临清电机转子的步距角会随细分的增加而减小,临清电机的旋转越来越稳定,例如,32段细分序列称为八分之一步距驱动方式(见图1)。

图1:细分驱动的电流波形。

电流控制精度的重要性

双极性步进临清电机转子的位置取决于流经两个线圈绕组的电流的大小。通常,选择一个步进临清电机的主要技术指标为,准确的机械设计定位或精准的机械管理系统发展速度可以控制。所以绕组电流的精度要求控制对步进临清电机的平稳健康运行过程中非常具有重要。

在机械系统中,有两个问题可能会导致不准确的电流控制:

? 在低速发展运行或用步进临清电机可以用于进行定位系统控制的情况下,每一细分段临清电机企业运行的步数错误,导致学生错误的定位。

? 在高速运行中,系统非线性会导致临清电机短期运行速度变化,使转矩不稳定,增加临清电机噪声和振动。

Pwm 控制和电流衰减方式

大多数临清步进电机驱动器IC,电感特性取决于步进电机绕组,实现临清PWM电流调节。对应于每个通过一个功率MOSFET,PWM控制开始与绕组H桥电路中,电源电压被施加到电机绕组临清,从而生成驱动电流。一旦电流达到设定值时,H桥将切换控制状态时,输出电流衰减。一个特定的固定时间之后,一个新的PWM周期将开始,H桥电流再次产生线圈。

重复利用这一发展过程,使绕组电流上升和下降。通过电流采样和状态管理控制,可以有效调节系统控制每一段细分的峰值电流值。

电流达到所需的峰值后,有两个电流阻尼控制H桥驱动器绕组:

? 绕组进行短路(同时可以开通低侧或高侧的MOSFET),电流衰减慢。

? H桥反向导通,或允许工作电流可以通过MOSFET的体二极管进行流通,电流信号衰减快。

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