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信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-12-14
步進電動機的控制方式一般分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制兩種控制方式，其中開環(huán)控制步進電機最簡單的控制方式就是玎環(huán)控制系統(tǒng)，在這樣的控制方式下，步進電機控制脈沖的輸入并不依賴于轉(zhuǎn)子的位置，反而是按一固定的規(guī)律發(fā)出其控制脈沖，步進電機僅依靠這一系列既定的脈沖而工作，這種控制方式由于步進電機的獨特性而比較適合于控制步進電機。
閉環(huán)步進電機是什么
閉環(huán)控制是控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。步進電動機的閉環(huán)控制是采用位置反饋和（或） 速度反饋來確定與轉(zhuǎn)子位置相適應(yīng)的相位轉(zhuǎn)換，可大大改進步進電動機的性能。
在閉環(huán)控制的步進電機系統(tǒng)中，或可在具有給定精確度下跟蹤和反饋時，擴大工作速度范圍，或可在給定速度下提高跟蹤和定位精度，或可得到極限速度指標和極限精度指標。
閉環(huán)步進電機的控制方式
步進電機的閉環(huán)控制方式大致分為兩種：
1、使激磁磁通與電流的相位關(guān)系保持一致，使其產(chǎn)生能帶動負載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，這種控制電機電流的方式與無刷直流電機控制方式相同，稱為無刷驅(qū)動方式或電流閉環(huán)控制方法。
2、電機電流保持一定，控制激磁磁通與電流相位角的方式，稱為功率角閉環(huán)控制方法。功率角為轉(zhuǎn)子磁極與定子激磁相（或認為是同步電機的定子旋轉(zhuǎn)磁場軸線也可以）相互吸引所成的相位角。此功率角在低速時或輕載時較小，高速時或高負載時較大。引用前文開環(huán)控制的原理部分中的下圖所示，“杠A”相吸引轉(zhuǎn)子磁極，其次“杠B”相激磁時的角度有π/2，轉(zhuǎn)子磁極位于“杠A”相前緣（圖中轉(zhuǎn)子的S極位于A相的左側(cè)）時，使磁極“杠B”相開始激磁。
為什么？因為高速時，受線圈電感的影響，使A相電流的關(guān)斷時間延長，B相電流上升時間也延長，因此，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩加速的角度，其值隨速度變快而變大。
閉環(huán)步進電機工作原理圖
這種控制方式是直接或間接地檢測出轉(zhuǎn)予（或負載）的位置或速度，然后通過反饋和適當?shù)奶幚恚詣拥亟o出步進電機的驅(qū)動脈沖序列，這個驅(qū)動脈沖序列是根據(jù)負載或轉(zhuǎn)子的位置而隨時變化的這種控制方式的實現(xiàn)方法很多，在要求精度很高的場合，結(jié)合微步驅(qū)動技術(shù)及微型計算機控制技術(shù)，可以實現(xiàn)很高的位置精度要求。
閉環(huán)步進電機的優(yōu)勢
a、隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增加，二者的速度均以非線性形式下降，但是，閉環(huán)控制提高了矩頻特性。
b、閉環(huán)控制下，輸出功率/轉(zhuǎn)矩曲線得以提高，原因是，閉環(huán)下，電機勵磁轉(zhuǎn)換是以轉(zhuǎn)子位置信息為基礎(chǔ)的，電流值決定于電機負載，因此，即使在低速度范圍內(nèi)，電流也能夠充分轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。
C、閉環(huán)控制下，效率一轉(zhuǎn)矩曲線提高。
d、采用閉環(huán)控制，可得到比開環(huán)控制更高的運行速度，更穩(wěn)定、更光滑的轉(zhuǎn)速。
e、利用閉環(huán)控制，步進電動機可自動地、有效地被加速和減速。
f、閉環(huán)控制相對開環(huán)控制在快速性方面提高的定量評價，可借助比較IV步內(nèi)通過某個路徑間隔的時間得出：
g、應(yīng)用閉環(huán)驅(qū)動，效率可增到7.8倍，輸出功率可增到3.3 倍，速度可增到3.6倍。閉環(huán)驅(qū)動的步進電機的性能在所有方面均優(yōu)于開環(huán)驅(qū)動的步進電動機。步進電機閉環(huán)驅(qū)動具有步進電動機開環(huán)驅(qū)動和直流無刷伺服電機的優(yōu)點。因此，在可靠性要求很高的位置控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制的步進電動機將獲得廣泛應(yīng)用。
步進電機開環(huán)與閉環(huán)有何區(qū)別
1、開環(huán)控制內(nèi)容讓對方執(zhí)行就好了。沒有反饋。 閉環(huán)控制需要對方執(zhí)行并且報告給你。要有反饋。
2、是否對當前控制起作用。開環(huán)控制一般是在瞬間就完成的控制活動，閉環(huán)控制一定會持續(xù)一定的時間，可以借此判斷。