改善电流控制以提高步进电机的运动质量

文章来源:锐特步进电机 时间:2020-04-07 11:06:23 浏览:

  双极步进电机用于许多应用,从驱动纸张到打印机,到在工业设备中移动XY工作台。通常,电机由廉价且专用的步进电机驱动器IC驱动和控制。不幸的是,大多数这些IC使用的是简单的电流控制方法,该方法会导致电机电流波形不完美,并导致运动质量达不到最佳效果。与传统解决方案相比,在步进电机驱动器IC内部实现内部双向电流感测可提高运动质量,并降低系统成本。

  双极步进电机基础知识

  双极步进电机包含两个绕组。通过依次驱动变化的电流通过两个绕组来移动电动机。为了使电动机平稳运行,可以使用正弦和余弦相位差为90°的正弦电流来驱动两个绕组。

  通常,步进器不是由模拟线性放大器驱动的。它们使用具有离散电流值的PWM电流调节驱动器来驱动,这些电流值将正弦波分成直线段。这称为微步进。正弦波可以分为任意数量的段,并且随着段数量的增加,波形接近于正弦波。实际上,段的数量从4到2048或更多不等,大多数IC步进驱动器实现4到64个段。由于一个正弦波会产生四个步长(步进电机的机械状态),因此将一个64段的序列称为1步操作(见图1)。

  

 

  图1:微步进电流波形

  为什么电流控制精度很重要

  双极步进电机转子的位置取决于流过两个绕组的电流的大小。通常,如果使用步进电机,则需要对某些机械系统进行精确的机械定位或精确的速度控制。因此,逻辑上运动的准确性部分取决于绕组电流的准确性是合乎逻辑的用于驱动马达。

  机械系统中电流控制不正确会导致两个问题:

  在低速下或在定位应用中使用步进电机时,电机在每个微步上步进不同的量。这会导致定位错误。

  在较高速度下,非线性会在电动机的单次旋转内引起短期速度变化。这给扭矩增加了不必要的分量,从而增加了电动机的噪音和振动。

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