传统的步进电机控制方法大家都很熟悉。如果在电机控制中采用反馈装置或无传感器控制方法,将为对安全性、可靠性和准确性有更高要求的运动控制应用提供更经济的选择。
大多数基于步进电机的运动系统都在开环中运行,从而提供了低成本的解决方案。事实上,步进系统是唯一提供无反馈位置控制功能的运动技术。但是,当步进电机以开环方式驱动负载时,命令步骤和实际步骤之间可能会失去同步。作为传统步进运动控制的补充,闭环控制为具有更高安全性、可靠性或产品质量要求的应用提供了一种经济高效的选择。反馈装置或某种间接参数检测方法在此类步进系统中“闭环”,以验证/控制失步、检测电机停转并确保更大的有效扭矩输出。最近,步进闭环控制(CLC)在实现智能分布式运动架构方面也发挥了作用。本文将带有编码器的步进电机称为步进伺服电机。
我们知道,伺服电机也有编码器,也是依靠编码器来工作的。然而,增加步进伺服编码器将兼具步进电机和伺服电机的优点。
与伺服电机相比,闭环步进电机具有以下优点:
1;频繁启动/停止
步进伺服最适合需要频繁启动/停止的应用
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2. 无需增益调整
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三;稳定状态,无抖动
伺服电机停止时,不能绝对静止,因为它依靠编码器定位,需要增益调整。步进伺服电机在定位时没有轻微的振动,由于电机自身的保持力而停止。因此,最适合用于需要无振动停止的低刚性机构。典型应用包括光学领域。
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4、能够驱动大惯性负载
与相同安装尺寸的伺服电机相比,步进伺服可以驱动更大惯量的负载。
五;高速
得益于连续、稳定、可靠的电流控制技术,闭环步进电机可以在不丢步的情况下运行到3000-4000RPM。
六;高反应
与开环步进电机一样,闭环步进电机与控制指令同步运行,因此可以在短行程和短时间内实现精确定位。一般来说,由于停止时的定位时间问题,伺服电机不适合短行程定位场合。
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七;高扭矩
与传统步进电机相比,闭环步进电机可以在很宽的速度范围内输出大扭矩,并且驱动器可以在100%负载下连续运行。无需担心电机驱动负载的能力,这与传统的微步(细分)驱动完全不同。步进伺服可以根据电机的转速采用独特的电流控制技术,在高速范围内仍能输出高扭矩。 Trinamic 的CoolStep 和Dcstep 驱动器的输出电流将随着外部负载在闭环中动态增加或减少。
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八;低速、无振动、静音
由于驱动器采用矢量控制技术以及Trinamic独特的StealthChop和SpreadCycle专利技术,因此可以保证电机在低速时无振动且静音。
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9.减少电机发热,实现高效率
闭环步进配合Trinamic独特的CoolStep技术(电流随负载动态调整)可以减少电机发热,降低电机工作温度,提高效率并节省能源。
传统的闭环步骤解决方案如下
传统的闭环方法是将控制器、驱动器和电机分开。控制器发出脉冲/方向控制驱动器,步进电机将编码器信号反馈给驱动器。缺点是:接线繁琐,售后服务不方便,脉冲/方向控制信号易受强磁场干扰,导致定位不准确,编码器信号仅以半闭环方式反馈给驱动器,无法检测控制部分的脉冲丢失。
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Trinamic采用全位置闭环控制模式,模块集成了总线接口、运动控制功能、输入输出、电机驱动和程序存储。编码器信号反馈给模块,完成模块内部的闭环控制。
优点:接线简单、全位闭环控制精确、售后维护方便。
单轴闭环驱动控制模块
三轴闭环驱动控制模块
审稿编辑:唐子红