淺析Phytron-Elektronik步進(jìn)電機加減速過(guò)程控制技術(shù)

　　步進(jìn)電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線(xiàn)位移的電動(dòng)機。每輸入一個(gè)脈沖信號，轉子就轉動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線(xiàn)位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比。因此，步進(jìn)電動(dòng)機又稱(chēng)脈沖電動(dòng)機。
 

　　Phytron-Elektronik步進(jìn)電機加減速過(guò)程控制技術(shù)：
 

　　正因為步進(jìn)電機的廣泛應用,對步進(jìn)電機的控制的研究也越來(lái)越多，在啟動(dòng)或加速時(shí)如果步進(jìn)脈沖變化太快，轉子由于慣性而跟隨不上電信號的變化，產(chǎn)生堵轉或失步在停止或減速時(shí)由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。為防止堵轉、失步和超步，提高工作頻率,要對步進(jìn)電機進(jìn)行升降速控制。
 

　　步進(jìn)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(shí)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(jìn)電機是借助它的同步力矩而啟動(dòng)的，為了不發(fā)生失步,啟動(dòng)頻率是不高的。特別是隨著(zhù)功率的增加,轉子直徑增大，慣量增大，啟動(dòng)頻率和最高運行頻率可能相差十倍之多。
 

　　步進(jìn)電機的起動(dòng)頻率特性使步進(jìn)電機啟動(dòng)時(shí)不能直接達到運行頻率，而要有一個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，即從一個(gè)低的轉速逐漸升速到運行轉速。停止時(shí)運行頻率不能立即降為零，而要有一個(gè)高速逐漸降速到零的過(guò)程。
 

　　步進(jìn)電機的輸出力矩隨著(zhù)脈沖頻率的上升而下降,啟動(dòng)頻率越高，啟動(dòng)力矩就越小，帶動(dòng)負載的能力越差，啟動(dòng)時(shí)會(huì )造成失步，而在停止時(shí)又會(huì )發(fā)生過(guò)沖。要使步進(jìn)電機快速的達到所要求的速度又不失步或過(guò)沖，其關(guān)鍵在于使加速過(guò)程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個(gè)運行頻率下步進(jìn)電機所提供的力矩，又不能超過(guò)這個(gè)力矩。因此,步進(jìn)電機的運行一般要經(jīng)過(guò)加速、勻速、減速三個(gè)階段,要求加減速過(guò)程時(shí)間盡量的短，恒速時(shí)間盡量長(cháng)。特別是在要求快速響應的工作中，從起點(diǎn)到終點(diǎn)運行的時(shí)間要求最短，這就必須要求加速、減速的過(guò)程最短，而恒速時(shí)的速度最高。
 

　　國內外的科技工作者對步進(jìn)電機的速度控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，建立了多種加減速控制數學(xué)模型，如指數模型、線(xiàn)性模型等，并在此基礎上設計開(kāi)發(fā)了多種控制電路，改善了步進(jìn)電機的運動(dòng)特性，推廣了步進(jìn)電機的應用范圍指數加減速考慮了步進(jìn)電機固有的矩頻特性,既能保證步進(jìn)電機在運動(dòng)中不失步，又充分發(fā)揮了電機的固有特性，縮短了升降速時(shí)間，但因電機負載的變化，很難實(shí)現而線(xiàn)性加減速僅考慮電機在負載能力范圍的角速度與脈沖成正比這一關(guān)系，不因電源電壓、負載環(huán)境的波動(dòng)而變化的特性，這種升速方法的加速度是恒定的，其缺點(diǎn)是未充分考慮步進(jìn)電機輸出力矩隨速度變化的特性，步進(jìn)電機在高速時(shí)會(huì )發(fā)生失步。