帶減速步進(jìn)電機(jī)控制器

       減速步進(jìn)電機(jī)具有易控制、快速響應(yīng)性能較好、并且可以在很寬的速度范圍內(nèi)進(jìn)行平滑調(diào)速的優(yōu)良特性，是現(xiàn)代設(shè)備的必備元件。例如數(shù)控機(jī)床、打印機(jī)、繪圖儀、機(jī)器人控制等在自動(dòng)控制系統(tǒng)中被廣泛使用的執(zhí)行元件。

帶減速步進(jìn)電機(jī)
 

       因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的起頻特性，使得步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)不可以也不能直接達(dá)到運(yùn)行頻率，而是需要有一個(gè)較長(zhǎng)的啟動(dòng)過(guò)程；從較低的轉(zhuǎn)速逐漸提升到較高的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。并且它停止時(shí)的運(yùn)行頻率不能即克下降至零，而是需要一個(gè)從高速逐漸降速至零的一個(gè)過(guò)程。
       步進(jìn)電機(jī)因?yàn)榻鼛资陙?lái)數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、以及永磁材料的迅速發(fā)展，為減速步進(jìn)電機(jī)的使用開(kāi)辟了廣闊的市場(chǎng)前景。而且步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路所組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既簡(jiǎn)單、實(shí)惠、還十分可靠。
       也正因?yàn)楝F(xiàn)在步進(jìn)馬達(dá)的廣泛使用，讓社會(huì)企業(yè)對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的控制研究越來(lái)越看重。本文主要是介紹用于自動(dòng)磨邊機(jī)的步進(jìn)電機(jī)升降速控制器，考慮了通用性的原因，它可以使用于其他場(chǎng)合。
       它在啟動(dòng)或者加速時(shí)，如果傳輸?shù)牟竭M(jìn)脈沖變化太快，其轉(zhuǎn)子會(huì)因?yàn)閼T性，跟不上脈沖信號(hào)的變化，從而產(chǎn)生電機(jī)堵轉(zhuǎn)或者失步；當(dāng)其在停止或者是減速時(shí)，由于同樣的原因就可能產(chǎn)生電機(jī)超步。所以為了防止電機(jī)堵轉(zhuǎn)、失步與超步，提高電機(jī)整體工作效率，需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行升降速控制。

帶減速步進(jìn)電機(jī)
 

       我們從步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性可以得知，步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)隨著脈沖頻率的上升而下降，啟動(dòng)頻率越高、轉(zhuǎn)矩越小、帶負(fù)載能力越差，并且啟動(dòng)時(shí)還會(huì)造成失步現(xiàn)象；然而在電機(jī)停止時(shí)，又會(huì)發(fā)生慣性過(guò)沖現(xiàn)象。所以要想讓步進(jìn)電機(jī)快速達(dá)到要求的速度卻又不產(chǎn)生失步或者過(guò)沖現(xiàn)象，關(guān)鍵點(diǎn)在于:加速過(guò)程中，加速度所需要的轉(zhuǎn)矩，要即能夠充分利用各個(gè)運(yùn)行頻率下電機(jī)所提供的轉(zhuǎn)矩，但是卻又不能超過(guò)該轉(zhuǎn)矩。
       所以步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：加速、勻速、減速，但要求其加減速的過(guò)程時(shí)間盡可能的短，恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在那些要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)至終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間要求最短，這就代表了加速與減速的過(guò)程必須盡可能的短，而恒速的速度要盡可能的長(zhǎng)。
       “直線規(guī)律”是以前升速與降速的多數(shù)選擇，它脈沖頻率的變化會(huì)因?yàn)槭褂眠@種方法有一個(gè)恒定的加速度。從而在步進(jìn)電機(jī)不產(chǎn)生失步的前提下，驅(qū)動(dòng)脈沖頻率變化的加速度，與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角加速度成正比。然而在電機(jī)的轉(zhuǎn)矩跟隨脈沖頻率的上升保持恒定時(shí)，直線規(guī)律引起的升降速才是最為理想的升降速曲線；而一些步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)跟隨脈沖頻率的上升發(fā)生下降，其所產(chǎn)生的直線就不算是理想的升降速曲線。
       因此直線規(guī)律升降速的方法雖然簡(jiǎn)單，但它并不能保證電機(jī)在升降速的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)子的角加速度變化與它的輸出力矩變化相適應(yīng)，從而不能達(dá)到最大限度的發(fā)揮電機(jī)加速性能。

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