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步進電機位置定位精度的解決方法

2018-8-28 02:21| 發布者: admin| 查看: 7754| 評論: 0

摘要: 驅動電路的改善 一、額定電壓(電流)驅動:從額定電壓降低電壓來驅動 步進電機,發現位置定位精度變差。 例如:在空載時,用編碼器作為負載,在額定電壓(電流)時的精度與低于額定電壓(電流)比較,精度變化較大 ...

驅動電路的改善

一、額定電壓(電流)驅動:從額定電壓降低電壓來驅動 步進電機,發現位置定位精度變差。

齒槽轉矩與距角特性

例如:在空載時,用編碼器作為負載,在額定電壓(電流)時的精度與低于額定電壓(電流)比較,精度變化較大。如上圖所示,齒槽轉矩使特性畸變的程度依據所加電壓而不同,電壓越低,齒槽轉矩影響越明顯。作者經驗認為角度精度太差是很麻煩的,會引起測量電壓(電流)不準。大家會注意到,轉矩與電壓有一定關系,而此關系如不同,會使空載時的角度精度變得很差或成為盲點。

二、2相激磁驅動:1相激磁驅動定子齒與轉子齒作位置定位。相對2相激磁,由定子的2個相繞組激磁,轉子齒磁場與定子磁場平衡,作位置定位。因1相激磁驅動時,其誤差精度為各定子相的本身機械精度,而2相激磁誤差,由多極位置決定,誤差有所緩解,精度變好。特別是縱列型的兩相PM型步進電機,1相激磁與2相激磁比較,1相激磁精度會差一些。

三、多步進位置定位:兩相步進電機時以2或4步進位置定位驅動;三相步進電機3或6步進位置定位驅動。《步進電機步距角度精度的測量》一文中提到的是兩相HB型步進電機的例子,如每4步進位置定位,精度大幅提高。

例如,每1.8°位置定位時,1.8°并非使用全步進,而是使用0.9°的步進電機,以2步進驅動1.8°位置定位,全步進選擇0.6°的步進電機,3步進驅動有0.6°×3=1.8°的驅動方式。此種方式可以大大提高精度。

電機的改善

微調定子結構的改善:已知定子的微調結構能改善位置定位精度。以兩相電機為例,微調結構,可以降低齒槽轉矩,距角特性變為正弦波。三相HB型1.2°的步進電機,六主極無微調,與12主極有微調的全步進驅動時的位置精度比較如下圖所示:

全步進的位置精度

 

1/8細分驅動時的位置定位精度比較如下圖所示:

細分步進時得位置定位精度

三相12主極微調結構步進電機全步進時,位置定位精度可以改善±2%以內。在細分時,微調結構精度提高近50%。細分步距角精度比全步距角運行的精度大。步距采用8分割時,步距角為1.2°/8=0.15°,以此作為控制計算基準,其精度值當然比全步距角時要高。

三相HB型高分辨率電機的改善:三相HB型步進電機有2相1.8°的1/3,即0.6°的髙分辨率電機,由于驅動芯片可以在市場上買到,所以可以很容易地實現高精度位置定位。

RM型細分時的改善:以HB型步進電機細分的角度,用于位置定位時,其精度會有問題。RM型10細分位置定位時,計算出的位置是線性變化的,微步進細分時的角度精度比較。

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