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步進電機速度變化的測量方法解析

瀏覽次數:        日期:2021-06-17

  步進電機只能夠由數字信號控制運行的,當脈沖提供給驅動器時,在過于短的時間里,控制系統發出的脈沖數太多,也就是脈沖頻率過高,將導致步進電機堵轉。要解決這個問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進電機起步時,要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。

  所以步進電機在高速啟動時,需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時也要有降速過程,以保證實現步進電機精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。

  

步進電機

  以加速實例加以說明:加速過程是由基礎頻率(低于步進電機的直接起動最高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進電機在基礎頻率上逐漸提高的頻率,此頻率不能太大,否則會產生堵轉和丟步。

  指數曲線,在軟件編程中,先算好時間常數存貯在計算機存貯器內,工作時指向選取。通常,完成步進電機的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間,對絕大多數步進電機來說,就會難以實現步進電機的高速旋轉。

  速度變化的測量

  步進電機的使用大致分為位置控制和速度控制。而速度控制的速度范圍可由低速到高速變速控制或恒速度使用,但均存在速度變化問題。下圖表示速度變化率的定義。

  

步進電機 速度公式

  這是速度變化率的測量,按實際的負載慣量用等效慣量或摩擦轉矩等測量,以接近實際使用值。特別是慣量大時,速度變化率(也稱為速度失效或抖動、擺動等)也大。因此必須注意步進電機的速度運行范圍,速度愈快,速度變化率愈小。

  此種測量方法大致分為使用編碼器的方法和激光測量方法。使用編碼器時,應注意編碼器與步進電機的聯軸器的軸中心要同心,還要考慮編碼器慣量的影響。速度變化率的計算,首先要對編碼器單位時間的脈沖數逐一計數,然后再計算速度變化率。而使用激光測量方法,要在步進電機上安裝圓盤,該圓盤反射激光束,將光反射回去,速度變化用多普勒效應計算,此設備在市面有售。此處如非特別要求使用編碼器測量,最好使用激光測量儀。

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