中,步進(jìn)電機(jī)的使用仍占著相當(dāng)大的比例,步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng),
1、 改變方向時丟脈沖,表現(xiàn)為往任何一個方向都準(zhǔn),但一改變方向就累計偏差,并且次數(shù)越多偏得越多;
步進(jìn)驅(qū)動器對方向和脈沖信號都有一定的要求,如:方向信號在第一個脈沖上升沿或下降沿(不同的驅(qū)動器要求不一樣)到來前數(shù)微秒被確定,
否則會有一個脈沖所運(yùn)轉(zhuǎn)的角度與實(shí)際需要的轉(zhuǎn)向相反,最后故障現(xiàn)象表現(xiàn)為越走越偏,細(xì)分越小越明顯,解決辦法主要用軟件改變發(fā)脈沖的邏輯或加延時。
2)由于步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn)決定初速度不能太高,尤其帶的負(fù)載慣量較大情況下,建議初速度在1r/s以下,
這樣沖擊較小,同樣加速度太大對系統(tǒng)沖擊也大,容易過沖,導(dǎo)致定位不準(zhǔn);電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間應(yīng)有一定的暫停時間,若沒有就會因反向加速度太大引起過沖。
3)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整被償參數(shù)值,(因?yàn)橥綆椥孕巫冚^大,所以改變方向時需加一定的補(bǔ)償)。
4)適當(dāng)?shù)卦龃篑R達(dá)電流,提高驅(qū)動器電壓(注意選配驅(qū)動器、驅(qū)動芯片)選扭矩大一些的馬達(dá)。
降低其干擾能力(如屏蔽,加大間隔距離等),切斷傳播途徑,提高自身的抗干擾能力,
?、儆秒p紋屏蔽線代替普通導(dǎo)線,系統(tǒng)中信號線與大電流或大電壓變化導(dǎo)線分開布線,降低電磁干擾能力。
?、谟秒娫礊V波器把來自電網(wǎng)的干擾波濾掉,在條件許可下各大用電設(shè)備的輸入端加電源濾波器,降低系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備之間的干擾。
?、墼O(shè)備之間最好用光電隔離器件進(jìn)行信號傳送,在條件許可下,脈沖和方向信號最好用差分方式加光電隔離進(jìn)行信號傳送。
在感性負(fù)載(如電磁繼電器、電磁閥)兩端加阻容吸收或快速泄放電路,感性負(fù)載在開頭瞬間能產(chǎn)生10~100倍的尖峰電壓,如果工作頻率在20KHZ以上。
轉(zhuǎn)子的加速度慢子步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場,即低于換相速度時,步進(jìn)電機(jī)會產(chǎn)生丟步。
這是因?yàn)檩斎腚姍C(jī)的電能不足,在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法使轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度,從而引起丟步。
?、偈共竭M(jìn)電機(jī)本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大。因此可在額定電流范圍內(nèi)適當(dāng)加大驅(qū)動電流;或者在高頻范圍轉(zhuǎn)矩不足時,可適當(dāng)提高驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓;也可以改用轉(zhuǎn)矩大的步進(jìn)電機(jī)等。
?、谑共竭M(jìn)電機(jī)需要克服的轉(zhuǎn)矩減小,因此可適當(dāng)降低電動機(jī)運(yùn)行頻率,以便提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
步進(jìn)電機(jī)及所帶負(fù)載存在慣性,由于步進(jìn)電機(jī)自身及所帶負(fù)載存在慣性,使得電機(jī)在工作過程中不能立即起動和停止,而是在起動時出現(xiàn)丟步,在停止時發(fā)生越步。
通過一個加速和減速過程,即以較低的速度起動,而后逐漸加速到某一速度運(yùn)行,再逐漸減速直至停止。
共振也是引起丟步的一個原因。步進(jìn)電機(jī)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時,如果控制脈沖的頻率等于步進(jìn)電機(jī)的固有頻率,將產(chǎn)生共振。
DcStep 能讓電機(jī)在其負(fù)載極限和速度極限附近運(yùn)行而不失步。如果電機(jī)上的機(jī)械負(fù)載增加到堵轉(zhuǎn)負(fù)載點(diǎn),電機(jī)會自動降低速度,這樣它仍然可以驅(qū)動負(fù)載。
有了這個功能,電機(jī)將不會堵轉(zhuǎn)。除了在較低速度下增加扭矩之外,動態(tài)慣性將允許電機(jī)通過減速克服機(jī)械過載。
DcStep 直接與斜坡發(fā)生器集成,因此即使電機(jī)速度因機(jī)械負(fù)載增加而需要降低,也能達(dá)到目標(biāo)位置。
DcStep 可以在沒有任何失步的情況下達(dá)到 10 倍或更大的動態(tài)范圍。通過優(yōu)化高負(fù)載情況下的運(yùn)動速度,該功能進(jìn)一步提高了整體系統(tǒng)效率。
TMC5160 為外部增量編碼器提供編碼器接口。編碼器不僅用于失步的判斷,還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制器的歸零功能(替代參考開關(guān))。
可編程預(yù)分頻器寄存器設(shè)置了編碼器分辨率以適應(yīng)電機(jī)分辨率。內(nèi)部包含 32 位編碼器計數(shù)器。
針對步進(jìn)閉環(huán)應(yīng)用,Trinamic推出了一款帶S型加減速曲線的控制芯片---TMC4361,
并支持 sixPoint 六點(diǎn)式斜坡,進(jìn)行了高速優(yōu)化,支持動態(tài)修改運(yùn)動參數(shù)。 TMC4361A 包含 SPI 接口、Step/Dir 接口及閉環(huán)所需的編碼器接口。
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