控制原理是电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。
该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。
当定子的矢量磁场旋转一个角度。
转子也随着该磁场转一个角度。
每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。
它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。
改变绕组通电的顺序,电机就会反转。
所以可用控制脉冲数量、频率及电动机</a>各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机广泛用于多种设备的运动驱动控制。
步进电机最大特点是每一个脉冲变化旋转一步,所以定位精度比其他电机高,而且驱动控制简单,总体成本低。
对于数字化时代的控制系统来说,步进电机属于数字电机,尤其便于单片机等控制。
对步进电机控制的实现方法:
1.PID控制,PID控制是根据给定值r与实际输出值c构成控制偏差e,将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制;
2.自适应控制,随着控制对象的复杂化,当动态特性不可知或发生不可预测的变化时,为得到高性能的控制器而产生的方法;
3.矢量控制,通过磁场定向将定子电流分为励磁分量和转矩分量分别加以控制,矢量控制既需要控制定子电流的幅值,又需要控制电流的相位;