現在由于開(kāi)關(guān)電源的普及,以及開(kāi)關(guān)電源輸出的標準24VDC電壓,電氣柜內的電氣元器件絕大部分使用24VDC,所以在為步進(jìn)驅動(dòng)器供電時(shí),工程師們出于簡(jiǎn)單方便,往往直接采用開(kāi)關(guān)電源,這樣做,在大力矩步進(jìn)電機的場(chǎng)合是不合適的,會(huì )影響電機的高速性和電機輸出力矩的穩定性。
粗淺的理解,首先,開(kāi)關(guān)電源是一個(gè)恒壓源,它最重要的目的就是保證電壓穩定不變,寧可犧牲電流也要保證電壓穩定;而線(xiàn)性整流電源是一個(gè)恒流源,它最重要的目的就是保證電流足夠供給,步進(jìn)電機驅動(dòng)器本身是恒流驅動(dòng)?;谝陨侠碚?,小力矩的步進(jìn)電機42以下是可以采用開(kāi)關(guān)電源的,而超過(guò)57電機還是更好使用線(xiàn)性整流直流電源,以保證步進(jìn)電機的高速性,輸出力矩的強勁和穩定。更為重要的是1個(gè)線(xiàn)性整流電源可以帶3臺57步進(jìn)電機驅動(dòng)器,或者2臺86步進(jìn)電機驅動(dòng)器,整體成本還低于開(kāi)關(guān)電源呢。 <2013-10-24>
實(shí)際上但凡是電機,都會(huì )有兩個(gè)問(wèn)題難以解決,一個(gè)是高速,一個(gè)是低速。不論步進(jìn)電機還是伺服電機,在低速時(shí),例如在1rpm以下,都會(huì )表現不佳,其中步進(jìn)電機表現為低速振動(dòng),伺服電機表現為低速蠕動(dòng)。而閉環(huán)步進(jìn)電機就很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,在0.2rpm的轉速下,電機的運動(dòng)仍然是均勻的,光滑的,通過(guò)攝像機放大它的運動(dòng)進(jìn)行檢測,運動(dòng)非常均勻和光滑。<2013-10-24>
傳統的步進(jìn)電機由于采用最簡(jiǎn)單的恒流控制,對電流環(huán)的控制周期過(guò)長(cháng),所以轉速一般都在1000rpm以下;而閉環(huán)步進(jìn)電機采用伺服驅動(dòng)器的原理,對步進(jìn)電機的電流采用矢量方式控制,更高轉速可以達到3000rpm,在0~1500rpm這個(gè)速度范圍內,輸出力矩還很大,比普通步進(jìn)電機輸出力矩大?;谝陨显?,如果對步進(jìn)電機有更高轉速要求的場(chǎng)合,閉環(huán)步進(jìn)電機就是不二之選。
<2013-10-23>
傳統步進(jìn)電機的精度由電機的相數和驅動(dòng)器細分決定,例如5相電機的精度大于3相,3相大于2相;高細分驅動(dòng)器的精度大于低細分驅動(dòng)器,但是由于細分技術(shù)屬于對電流的梯級方式控制,所以提升精度不僅有極限,而且在高細分時(shí)往往只有分辨率而沒(méi)有精度。閉環(huán)步進(jìn)電機的精度不取決于電機的相數,而取決于電機的編碼器精度。目前國內的廠(chǎng)家往往出于技術(shù)受限,只能標配1000線(xiàn)的編碼器,而智創(chuàng )電機可以直接標配2500線(xiàn)電機,直接達到伺服電機的標準精度?;谝陨显?,如果對步進(jìn)電機有更高精度要求的場(chǎng)合,閉環(huán)步進(jìn)電機就是上上之選。<2013-10-23>
傳統的步進(jìn)電機已經(jīng)被工程師們所熟知和大量地、熟練地應用,工程師們充分發(fā)揮了步 進(jìn)電機的控制簡(jiǎn)單,成本低廉的優(yōu)點(diǎn),但由于是開(kāi)環(huán)控制的方式,不可避免的有如下缺陷:
1. 失步:一旦失步,就無(wú)法進(jìn)行位置補償,而且上位機也無(wú)法知道電機是否處于失步的狀態(tài)
2. 精度低:不論采用多么先進(jìn)的細分技術(shù),由于受限于主控芯片都無(wú)法達到伺服電機的精度
3. 轉速低:一般都工作在1000 轉/分以下
4. 振動(dòng)和振蕩:在低速時(shí)電機的振動(dòng)很大,在某些速度段甚至會(huì )出現振蕩,盡管可以采用 細分技術(shù)可以減輕振動(dòng)或者人為在軟件上切除振蕩,但是依舊會(huì )帶來(lái)一些不良影響
而閉環(huán)步進(jìn)電機就完美地解決了以上問(wèn)題。
首先,閉環(huán)步進(jìn)電機不是簡(jiǎn)單的給步進(jìn)電機配一個(gè)編碼器了事,而是按照伺服電機系統的工 作原理進(jìn)行設計和開(kāi)發(fā)。它采用32 位的DSP 做為主處理器,以保證整個(gè)系統的高響應和高速,可以做到每隔25 微秒就可以調整一次電機的電流,這是普通步進(jìn)驅動(dòng)器的主控芯片無(wú)法做到的,而且可以對編碼器的位置進(jìn)行高響應,隨時(shí)監視電機的實(shí)際位置和指令位置之間的偏差值,每隔25 微秒就可以調整電機的位置。標配10000 個(gè)脈沖/圈的編碼器,而且是金屬碼盤(pán)的編碼器,既保證了精度,也保證了對環(huán)境、溫度和振動(dòng)的高適應性,穩定性和可靠性甚至優(yōu)于采用玻璃碼盤(pán)編碼器的伺服電機。
其次,采用真正地正弦波、向量和濾波方式控制電流,電機的高速性、平穩性、振動(dòng)、噪音、溫升優(yōu)于傳統的步進(jìn)電機;更高轉速可以達到3000 轉/分,更低轉速可以控制在0.2轉/分,而且電機運行非常平穩和穩定,這一點(diǎn)甚至是伺服電機都無(wú)法做到。<2013-10-18>
伺服電機是被現在的工程師們所推崇和津津樂(lè )道的,提到運動(dòng)控制不談伺服電機幾乎不可想象,工程師們癡迷于伺服電機的閉環(huán)控制,沉醉于高響應和高速性及高精度的優(yōu)點(diǎn),真正地“三高”。但是,正所謂尺有所短,寸有所長(cháng),伺服電機也有它不可避免的如下缺陷:
1. 無(wú)法靜止:由于采用閉環(huán)控制,伺服電機本身結構和電機的特性決定,伺服電機在停止時(shí)無(wú)法靜止,在負載擾動(dòng)小或者伺服電機的參數調試良好的情況下,伺服電機始終在正負1個(gè)脈沖之間波動(dòng)(可以通過(guò)觀(guān)察伺服驅動(dòng)器上關(guān)于編碼器位置的數值,它一直在正負1之間波動(dòng))。在圖像處理場(chǎng)合這就是一個(gè)影響精度的因素。
2. 過(guò)沖:在由高速轉為低速或者靜止時(shí),不可避免地要過(guò)沖一段距離,然后在糾正回來(lái)。當控制器發(fā)一個(gè)脈沖給伺服電機時(shí),伺服電機往往不是走一個(gè)脈沖,而是走3個(gè)脈沖,然后在回退2個(gè)脈沖。這對那些需要一個(gè)脈沖一個(gè)脈沖運動(dòng)的場(chǎng)合,不允許過(guò)沖的場(chǎng)合時(shí)致命的。
3. 調試復雜:伺服驅動(dòng)器內動(dòng)輒上百個(gè)參數,使用說(shuō)明書(shū)幾百頁(yè),著(zhù)實(shí)讓新手發(fā)怵;更換一個(gè)品牌的伺服電機,也會(huì )讓老手著(zhù)實(shí)頭痛。這也為售后服務(wù)和維修帶來(lái)了大量的工作。
4. 低速蠕動(dòng):在低速時(shí)伺服電機的運行會(huì )出現蠕動(dòng)或者稱(chēng)之為爬行。
而閉環(huán)步進(jìn)電機就完美地解決了以上問(wèn)題。
由于閉環(huán)步進(jìn)電機不是簡(jiǎn)單的給步進(jìn)電機配一個(gè)編碼器了事,而是按照伺服電機系統的工作原理進(jìn)行設計和開(kāi)發(fā)。它采用32位的DSP做為主處理器,以保證整個(gè)系統的高響應和高速,可以做到每隔25微秒就可以調整一次電機的電流,標配10000個(gè)脈沖/圈的編碼器,而且是金屬碼盤(pán)的編碼器,既保證了精度,也保證了對環(huán)境、溫度和振動(dòng)的高適應性、穩定性和可靠性,甚至優(yōu)于采用玻璃碼盤(pán)編碼器的伺服電機。
首先,閉環(huán)步進(jìn)電機由于是電機的本體是步進(jìn)電機,在靜止時(shí)是靜止不動(dòng)的。
其次,閉環(huán)步進(jìn)電機由于結合了步進(jìn)電機的特點(diǎn)和伺服的控制方式,所以不會(huì )過(guò)沖(因為步進(jìn)電機的特點(diǎn)就是不會(huì )過(guò)沖)。
第三,調試和使用非常簡(jiǎn)單,只需要調節驅動(dòng)器的3個(gè)電位器的位置,不僅設備制造商可以使用,而且設備使用商也可以使用,對使用者的要求極低。
第四,驅動(dòng)器采用真正地正弦波、向量和濾波方式控制電流,更低轉速可以控制在0.2轉/分,而且電機運行非常平穩和穩定,這一點(diǎn)甚至是伺服電機都無(wú)法做到(一般伺服電機理論上可以做到1轉/分,實(shí)際的應用場(chǎng)合是無(wú)法做到1轉/分,大致在5rpm以上)。<2013-10-18>