步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)是無刷電機(jī)的一種形式且具有非常高的極數(shù),100個極點(diǎn)或50個極點(diǎn)對。步進(jìn)電機(jī)被認(rèn)為是一個低成本的簡單運(yùn)動控制系統(tǒng),電機(jī)軸每旋轉(zhuǎn)一周,一個100極的電機(jī)可以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在200個特定的位置。步進(jìn)電機(jī)結(jié)合了一個簡單的步進(jìn)和方向輸入驅(qū)動,是非常簡單的運(yùn)動控制構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于低端運(yùn)動控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)是在“開環(huán)”模式下運(yùn)行的,根據(jù)提供給電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)數(shù),假定電機(jī)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致用于控制電機(jī)的指定輸出扭矩(主要是電機(jī)尺寸)無法停止或不能旋轉(zhuǎn)輸入的步進(jìn)數(shù)。
通過在步進(jìn)電機(jī)尾軸加裝編碼器,電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)值可以得到反饋。在步進(jìn)電機(jī)上使用編碼器在運(yùn)動控制中被稱為“移動和驗(yàn)證”。在這種情況下,步進(jìn)電機(jī)不再需要通過增大尺寸來保證電機(jī)旋轉(zhuǎn)在理想的步進(jìn)位置上。反饋編碼器的位置信息可以告訴系統(tǒng)電機(jī)是否在理想的步進(jìn)位置上。因此也有了電流消耗和電機(jī)尺寸更為理想的有效運(yùn)動控制系統(tǒng)。
保持扭矩和速度的設(shè)計(jì)
近年來,步進(jìn)電機(jī)被廣泛用于無刷直流電機(jī)、高極數(shù)電機(jī)(100極)。由于步進(jìn)電機(jī)的成本相對于伺服電機(jī)較低,步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行在這種模式下(步進(jìn)伺服)提供了一個低成本的伺服電機(jī)系統(tǒng),但性能低于傳統(tǒng)的無刷直流伺服系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)是為了首先滿足扭矩的需求,速度和轉(zhuǎn)速的控制相對次要。
為了實(shí)現(xiàn)較高的持續(xù)扭矩,步進(jìn)電機(jī)有許多繞組并用于產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。但是隨著繞組數(shù)量的增加,反電動勢也隨之增加,從而降低了電機(jī)軸每單位電壓的速度。步進(jìn)伺服電機(jī)通常需要編碼器進(jìn)行反饋,以使得驅(qū)動電流在正確時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,從而使得電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動處于可控制的狀態(tài)下。采用步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是在閉環(huán)控制中,電機(jī)的電流與電機(jī)的負(fù)載成正比??蛰d是非常低的電流,同樣高負(fù)載是高電機(jī)電流。這與步進(jìn)電機(jī)在開環(huán)模式下運(yùn)行形成對比,在開環(huán)模式下,無論電機(jī)負(fù)載如何,電機(jī)總是以最大電流運(yùn)行。
博思特的無電池多圈Kit編碼器是一個 非常經(jīng)濟(jì)且緊湊的選擇,用于升級步進(jìn)電機(jī)到先進(jìn)的步進(jìn)伺服系統(tǒng)。這使用了韋根的能量回收技術(shù)并用于大量的多圈技術(shù),可用于線性驅(qū)動器的應(yīng)用。