真空高低溫電機廠家解答步進電機的控制原理

步進電機的控制原理

步進電機是一種機電- -體化產 品，步進電機本體與其驅動控制器構成一- 個不可分割的有機整體，步進電機的運行性能很大程度上取決于所使用的驅動控制器的類型和參數。

由于步進電機能直接接收數字量信號，所以被廣泛應用于數字控制系統中。步進電機簡單的控制電路可以通過各種邏輯電路來實現，如由門電路和觸發器等組成脈沖分配器，這種控制方法采用硬件的方式。而且-一旦確定，很難改變控制方案。要改變系統的控制功能一般都要重新設計硬件電路，靈活性較差。以微型計算機為核心的計算機控制系統為步進電機的控制開辟了新的途徑，利用計算機的軟件或軟、硬件相結合的方法，大大增強了系統的功能，同時也提高了系統的靈活性和可靠性。

步進電機的控制原理
以步進電機作為執行元件的數字控制系統，有開環和閉環兩種形式。

步進電機系統的主要特點是能實現精確位移、精確定位，且無積累誤差。這是因為步送電機的運動受輸人脈沖控制，其位移量是斷續的，總的位移量嚴格等于輸人的指令脈沖數馬其平均轉速嚴格正比于輸人指令脈沖的頻率;若能準確控制輸人指令脈沖的數量或頻率，能夠完成精確的位置或速度控制，不需系統的反饋，形成開環控制系統。
步進電機的開環控制系統，由控制器(包括變頻信號源)、脈沖分配器(環形分配器驅動電路(功率放大器)及步進電機等部分組成。
脈沖發生器產生頻率從幾赫茲到幾十千赫茲連續變化的脈沖信號，脈沖分配器根據指把脈沖按一定的邏輯關系加到各相繞組的功率放大器上，使步進電機按一定的方式運行，實現正、反轉控制和定位。由于脈沖分配器輸出的電流只有幾毫安，所以必須進行功率放大，由功率放大器來驅動步進電機。

開環控制系統的精度，主要取決于步距角的精度和負載狀況。由于開環控制系統不需要反饋元件，結構比較簡單、工作可靠、成本低，因而在數字控制系統中得到廣泛的應用。

(2)閉環控制系統

在開環控制系統中，電機響應控制指令后的實際運行情況，控制系統是無法預測和監視的。在某些運行速度范圍寬、負載大小變化頻繁的場合，步進電機很容易失步，使整個系統趨于失控。另外，對于高精度的控制系統，采用開環控制往往滿足不了精度的要求。因此，必須在控制回路中增加反饋環節，構成閉環控制系統。與開環系統相比多了一個由位置傳感器組成的反饋環節。將位置傳感器測出的負載實際位置與位置指令值相比較，用比較誤差信號進行控制，不僅可防止失步，還能夠消除位置誤差，提高系統的精度。

閉環控制系統的精度與步進電機有關，但主要是取決于位置傳感器的精度。在數字位置隨動系統中，為了提高系統的工作速度和穩定性，還有速度反饋內環。

理論上說，閉環控制比開環控制可靠，但是，步進電機的閉環控制系統價格較高，還容易引起持續的機械振蕩。如果要獲得優良的動態性能，可以選用其他直流或交流伺服系統。圖1-37所示為步進電機微機控制系統。在基于微型計算機的步進電機驅動控制系統中，脈沖發生和脈沖分配功能可由微型計算機配合相應的軟件來實現，電機的轉向、轉速也都通過微型計算機控制。采用計算機控制不僅可以用很低的成本實現復雜的控制過程，而且計算機控制系統具有很高的靈活性，便于控制功能的升級和擴充。（文章來自網絡，侵權即刪）

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