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步进电动机文章(步进电动机应用)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-28 08:22   点击:200  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机应用

步进驱动系统其实也是一种伺服系统,只是控制方式是开环控制,不像交流伺服是闭环控制,存在可能丢步,但主要在选择步进电机时,做好电机选型,在实际设备运行中不会发生丢步,但步进驱动系统的成本非常低,只有伺服系统的1/4~1/3。

而且步进电机控制方案也得到非常快的发展,如INAS的EZS系列产品也采用闭环控制,高速性能得到大幅改进,而且在停机时无伺服的整定问题。

2. 步进电动机应用领域

步进电机主要用途

  目前用于电脑绣花机中的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。

  第一、步进电机主要用于一些有定位要求的场合,例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度),基本上涉及到定位的场合都用得到。

第三、步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

3. 步进电动机应用中,它实现了什么控制

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。

4. 步进电动机应用实例

1、可以用单片机+全集成步进电机驱动芯片来整全应用,这样比较简单,控制上很方便。用普通的51单片机像AT89C2051或STC12C1052+THB7128或THB6064这类芯片来组合就可以了。

2、单片机根据输入来决定输出的脉冲数量,让步进电机驱动芯片转化成功率信号驱动步进电机。

3、因为是一个脉冲走一步的,所以输出的脉冲数还要考虑到细分数的问题,固定转动步数、角度的程序还是比较容易编。像1.8度的步进电机,2细分时,转一圈就需要400个脉冲,转半圈只需要200个脉冲,转90度只需要100个脉冲,如此类推。

4、程序的话,固定一个适当的频率,按键触发启动定时器,然后在定时中断里取反一个IO端口做脉冲输出,再放入一个累加变量做计算,算脉冲数量,是取反两次输出一个完整的脉冲,在主程序中设定一个需要的脉冲数量来作为条件控制定时器的开启和关闭,然后循环等待条件满足

5、如果想把控制、驱动、和步进电机都整合在一起,比较麻烦,小电机还好,大电机的干扰是个问题。

5. 步进电动机应用技术论文

电机类型很多,对应控制方法也就不同,在Matlab/Simulink中有各种电机控制基本模型,可以参考。

电机分类:交流电机,直流电机;异步电机,同步电机(永磁同步电机,无刷直流电机,步进电机),开关磁阻电机,直线电机等等。

建议从《中国电机控制学报》搜索相关电机控制论文,发论文多的学校一般电机控制都做得不错。

其实电机控制的关键在算法,利用DSP、FPGA等控制芯片来写算法,PWM,SVPWM,直接转矩控制,分段同步调制控制等等

空了再补充

6. 步进电动机应用场景

1,要想知道步进电机如何移动距离与实际匹配,我们可以通过以下方法来计算分析得出来。

2,步进电机是通过与之同轴的旋转编码器来控制移动距离与实际匹配的,当步进电机旋转一圈,编码器就发出固定的脉冲数,通过控制器计算出来实际自动距离。

7. 步进电动机应用在汽车的部件

步进电机广泛应用在智能家居、智能医疗、智慧城市、智能机器人、智能通讯、消费电子、个人护理设备、办公设备、摄像头设备、智能仓储物流设备、机电设备、工具电器、自动化生产设备、机床设备、打印机、自动机械手、纺织机械等行业中;例如VR头盔瞳距调节、微型摄像头升降系统、翻盖旋转驱动系统、智能电动窗帘等设备中。

8. 步进电动机应用论文

矢量电机的声音要更加小一些。在一个就是电能的输出和利用率较高,比较节省电能,同样一度电,用矢量电机跑得稍微远一些

关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。 步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统 中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如:1、制精度不同;2、低频特性不同 3、矩频特性不同 4、过载能力不同 5、运行性能不同 6、速度响应性能不同。

【简介】:由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪60年代末由达姆斯塔特工业大学(TU Darmstadt)的K.Hasse提出。在70年代初由西门子工程师F.Blaschke在不伦瑞克工业大学(TU Braunschweig)发表的博士论文中提出三相电机磁场定向控制方法,通过异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。

【电机】:

电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用电能转化为机械能。

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