步進電機
步進電機是無刷電機的一種形式且具有非常高的極數(shù),100個極點或50個極點對。步進電機被認為是一個低成本的簡單運動控制系統(tǒng),電機軸每旋轉(zhuǎn)一周,一個100極的電機可以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在200個特定的位置。步進電機結合了一個簡單的步進和方向輸入驅(qū)動,是非常簡單的運動控制構件,廣泛應用于低端運動控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的步進電機系統(tǒng)是在“開環(huán)”模式下運行的,根據(jù)提供給電機驅(qū)動器的步進數(shù),假定電機軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這導致用于控制電機的指定輸出扭矩(主要是電機尺寸)無法停止或不能旋轉(zhuǎn)輸入的步進數(shù)。
通過在步進電機尾軸加裝編碼器,電機軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)值可以得到反饋。在步進電機上使用編碼器在運動控制中被稱為“移動和驗證”。在這種情況下,步進電機不再需要通過增大尺寸來保證電機旋轉(zhuǎn)在理想的步進位置上。反饋編碼器的位置信息可以告訴系統(tǒng)電機是否在理想的步進位置上。因此也有了電流消耗和電機尺寸更為理想的有效運動控制系統(tǒng)。
保持扭矩和速度的設計
近年來,步進電機被廣泛用于無刷直流電機、高極數(shù)電機(100極)。由于步進電機的成本相對于伺服電機較低,步進電機運行在這種模式下(步進伺服)提供了一個低成本的伺服電機系統(tǒng),但性能低于傳統(tǒng)的無刷直流伺服系統(tǒng)。步進電機的設計是為了首先滿足扭矩的需求,速度和轉(zhuǎn)速的控制相對次要。
為了實現(xiàn)較高的持續(xù)扭矩,步進電機有許多繞組并用于產(chǎn)生強大的磁場。但是隨著繞組數(shù)量的增加,反電動勢也隨之增加,從而降低了電機軸每單位電壓的速度。步進伺服電機通常需要編碼器進行反饋,以使得驅(qū)動電流在正確時間進行調(diào)整,從而使得電機軸的轉(zhuǎn)動處于可控制的狀態(tài)下。采用步進電機作為伺服電機的優(yōu)點是在閉環(huán)控制中,電機的電流與電機的負載成正比??蛰d是非常低的電流,同樣高負載是高電機電流。這與步進電機在開環(huán)模式下運行形成對比,在開環(huán)模式下,無論電機負載如何,電機總是以最大電流運行。
博思特的無電池多圈Kit編碼器是一個 非常經(jīng)濟且緊湊的選擇,用于升級步進電機到先進的步進伺服系統(tǒng)。這使用了韋根的能量回收技術并用于大量的多圈技術,可用于線性驅(qū)動器的應用。