Управление ускорением и замедлением шагового двигателя

Шаговый двигательпринцип работы
Обычно ротор двигателя представляет собой постоянный магнит. При протекании тока через обмотку статора, обмотка статора создаёт векторное магнитное поле. Это магнитное поле заставляет ротор вращаться на определённый угол так, чтобы направление магнитной пары ротора совпадало с направлением поля статора. Когда векторное магнитное поле статора вращается на определённый угол,

Шаговый двигательявляется разновидностью асинхронного двигателя, принцип его работы заключается в использовании электронной схемы, постоянного тока в источнике питания с разделением времени, многофазного тока управления синхронизацией, с этим током для питания шагового двигателя, шаговый двигатель может работать должным образом, драйвер предназначен для источника питания шагового двигателя с разделением времени, многофазного контроллера синхронизации.

При каждом входном электрическом импульсе двигатель поворачивается на один шаг вперёд. Его выходное угловое перемещение пропорционально количеству входных импульсов, а скорость пропорциональна частоте импульсов. Измените порядок подачи напряжения на обмотки, и двигатель начнёт вращаться в обратном направлении. Таким образом, вы можете управлять количеством импульсов, частотой и порядком подачи напряжения на каждую фазу обмотки двигателя, чтобы управлять вращением шагового двигателя.

Точность шагового двигателя составляет 3-5% от угла шага и не суммируется.

Крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости. При вращении шагового двигателя индуктивность каждой фазы обмотки двигателя создает обратный электрический потенциал; чем выше частота, тем больше обратный электрический потенциал. Под его действием частота (или скорость) двигателя увеличивается, а фазный ток уменьшается, что приводит к уменьшению крутящего момента.

Шаговый двигатель может нормально работать на низкой скорости, но если скорость превысит определенную, он не запустится и будет сопровождаться свистящим звуком.

Шаговый двигатель имеет технический параметр: частота пуска без нагрузки, то есть шаговый двигатель в случае частоты импульсов холостого хода может нормально запуститься, если частота импульсов выше этого значения, двигатель не сможет нормально запуститься, может произойти рассинхронизация или блокировка.

В случае нагрузки пусковая частота должна быть ниже. Если двигатель должен достичь высокой скорости вращения, частота импульсов должна иметь разгонный характер, то есть пусковая частота должна быть ниже, а затем увеличиваться до желаемой высокой частоты (скорость двигателя от низкой до высокой) с определённым ускорением.

Почему?шаговые двигателинеобходимо контролировать с помощью снижения скорости
Скорость шагового двигателя зависит от частоты импульсов, числа зубцов ротора и числа тактов. Его угловая скорость пропорциональна частоте импульсов и синхронизирована с ними. Таким образом, если число зубцов ротора и число тактов известны, желаемую скорость можно получить, управляя частотой импульсов. Поскольку шаговый двигатель запускается с помощью синхронного момента, пусковая частота невелика, чтобы не сбивать шаг. Особенно с ростом мощности, увеличением диаметра ротора и момента инерции пусковая частота и максимальная рабочая частота могут различаться до десяти раз.

Стартовая частотная характеристика шагового двигателя такова, что при запуске шаговый двигатель не может сразу достичь рабочей частоты, а должен иметь процесс запуска, то есть постепенное увеличение скорости с низкой скорости до рабочей. Остановка при снижении рабочей частоты до нуля невозможна, а должна осуществляться с высокой скоростью и постепенным снижением скорости до нуля.

Таким образом, работа шагового двигателя, как правило, должна проходить через три этапа: разгон, равномерное ускорение и замедление. Процесс разгона и замедления должен быть максимально коротким, а время поддержания постоянной скорости — максимально длительным. Особенно в случаях, требующих быстрого реагирования, время, необходимое для перемещения от начальной точки до конечной, должно быть минимальным, что требует кратчайшего процесса разгона и замедления, а также максимальной скорости при постоянной скорости.

Алгоритм ускорения и замедления является одной из ключевых технологий в управлении движением и одним из ключевых факторов достижения высокой скорости и высокой эффективности. В промышленном управлении, с одной стороны, процесс обработки должен быть плавным и стабильным, с небольшим влиянием на гибкость; с другой стороны, требуется быстрое время отклика и быстрая реакция. Исходя из предпосылки обеспечения точности управления для повышения эффективности обработки, достижения плавного и стабильного механического движения, текущая промышленная обработка должна была решить ключевую проблему. Алгоритмы ускорения и замедления, обычно используемые в современных системах управления движением, в основном включают в себя: ускорение и замедление по трапециевидной кривой, ускорение и замедление по экспоненциальной кривой, ускорение и замедление по S-образной кривой, ускорение и замедление по параболической кривой и т. д.

Ускорение и замедление по трапециевидной кривой
Определение: Ускорение/замедление линейно (ускорение/замедление от начальной скорости до целевой скорости) с определенным соотношением.

Формула расчета: v(t)=Vo+at

Преимущества и недостатки: трапецеидальная кривая характеризуется простотой алгоритма, меньшими затратами времени, быстрым откликом, высокой эффективностью и простотой реализации. Однако этапы равномерного ускорения и замедления не соответствуют закону изменения скорости шагового двигателя, а переход между переменной и постоянной скоростью не может быть плавным. Поэтому этот алгоритм в основном используется в приложениях, где требования к процессу ускорения и замедления не высоки.

Экспоненциальная кривая ускорения и замедления
Определение: Это означает ускорение и замедление по экспоненциальной функции.

Индекс оценки управления ускорением и замедлением:
1. Траектория движения машины и погрешность позиционирования должны быть как можно меньше.

2. Процесс движения машины плавный, дрожание небольшое, реакция быстрая.

3. Алгоритм ускорения и замедления должен быть максимально простым, легко реализуемым и соответствовать требованиям управления в реальном времени.

Если вы хотите пообщаться и сотрудничать с нами, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Мы тесно взаимодействуем с нашими клиентами, прислушиваемся к их потребностям и действуем в соответствии с их запросами. Мы убеждены, что взаимовыгодное партнерство основано на качестве продукции и обслуживании клиентов.

Компания Changzhou Vic-tech Motor Technology Co., Ltd. — это профессиональная научно-производственная организация, специализирующаяся на исследованиях и разработках двигателей, комплексных решениях для их применения, а также на производстве и обработке продукции. С 2011 года компания специализируется на производстве микродвигателей и комплектующих. Наша основная продукция: миниатюрные шаговые двигатели, мотор-редукторы, мотор-редукторы, подводные движители, а также драйверы и контроллеры двигателей.

Наша команда обладает более чем 20-летним опытом проектирования, разработки и производства микродвигателей и может разрабатывать продукты и помогать клиентам в разработке, отвечая их особым требованиям! В настоящее время мы продаем свою продукцию в основном клиентам в сотнях стран Азии, Северной Америки и Европы, таких как США, Великобритания, Корея, Германия, Канада, Испания и др. Наша философия бизнеса, основанная на принципах «честность и надежность, ориентация на качество», и ценностные ориентиры «клиент прежде всего», пропагандирует ориентированные на производительность инновации, сотрудничество и эффективный дух предпринимательства, создавая концепцию «созидай и делись». Конечная цель — создавать максимальную ценность для наших клиентов.