步进电机自动控制系统不仅在理论上飞速发展,在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3~5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软,并且其输出特性不是伺服电机单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位,电动机本身还有速度谐振区,pwm调速系统对位置跟踪性能较差,变频调速较简单但精度有时不够,直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中,但其也有缺点,例如结构复杂,在超低速时死区矛盾突出,并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前,新型的永磁交流伺服电机发展迅速,尤其是从方波控制发展到正弦波控制后,系统性能更好,它调速范围宽,尤其是低速性能优越。
交直流伺服电机系统
功率驱动:对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分,当天线重量轻,转速慢,驱动功率较小时,一般为几十瓦,可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时,选择驱动方案,也即放大直流电动机的电枢电流,就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有:晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60~70年代初得到快速的发展和广泛的应用,但因当时的各方面原因,如可靠性等,不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置,因其控制简单,结实耐用,目前的新型号的雷达产品上仍有采用。
下面主要以放大电机为例,和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机,一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组,以此来实现直流控制。两组控制绕组,每组的输入阻抗为几千欧,若串接使用输入阻抗约10千欧,伺服电机一般为互补平衡对称输入,当系统输入不为零时打破其平衡,使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流,直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大,非线性度,尤其在零点附近不是很好,这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器,它在体积和重量上远小于同功率的放大电机,它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路,根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置,决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态,因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的,驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动,因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串,也可以是直流电压信号(一般为±10v),所以也有将其称为直流无刷电动机。
两种电机的简单试验比较
对两种电机作过简单的试验比较:只要将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端,用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机,而控制部分和测角元件等均不变,简单比较两种方案的输出特性
关键字:步进电机 交流伺服 电机技术
引用地址:
步进电机应用 交流伺服电机技术行业应用趋势
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步进电机控制系统的设计及应用
引言 传统的步进电机控制方法是由触发器产生控制脉冲来进行控制的,但此种控制方法工作方式单一而且难于实现人机交互,当步进电机的参数发生变化时,需要重新进行控制器的设计?。而且由传统的触发器构成的 控制系统 具有控制电路复杂、控制精度低、 生产成本 高等缺点。为了克服传统控制器的缺点,满足工业生产新的控制要求,在此需要采用一种以单片机为核心的新型控制器。步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,其最大特点就是通过输入脉冲信号来进行控利,电机总转动角度由输入脉冲数决定,电机的转速由脉冲信号频率决定,因此适合于单片机控制,单片机通过向步进电机驱动电路发送控制信号就能实现对步进电机的控制
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一种直接采用计算机串行口控制步进电机的新方法
摘要:介绍了一种计算机串行口经二次开发,用作步进电机控制器的新方法。计算机通过向串行口发送数据产生控制脉冲,实现对步进电机的控制。
关键词:串行口 二次开发 控制脉冲 步进电机控制器
步进电机在数控机床、医疗器械、仪器仪表等自动或半自动设备中得到了广泛应用。用计算机控制步进电机的通常作法是采用步进控制卡,
系统构成如图1所示 。其中Pulse、Dir分别为控制电机的转换步数和旋转方向的信号;CWL(Clock Wise Limit)、CCWL(Counter Clock Wise Limit)分别为电机顺、逆时针旋转的限位信号;ORG为定位信号。
这种方法不仅成本较高,而且不便于操作。在计算机扩展槽上安装控制卡,必需打开
[传感技术]
东芝推出双单极步进电机驱动器IC
采用80V(绝对最大额定值)高电压工艺实现小型封装,东京—东芝公司(TOKYO:6502)今天宣布推出适用于步进电机的一款双单极电机驱动器芯片(IC)TB67S158。样品出货即日启动,而批量生产计划于10月启动。 娱乐游戏机、家用电器和工业设备等产品所需的电机和驱动器IC数量正在日益增加。除此以外,制造商也正被要求缩小其设备尺寸,以节省空间,降低能耗。因此,人们日益期望驱动器IC能够在驱动电机中扮演多重角色。 东芝目前的驱动器IC“TB67S149”只能控制一个单级电机,但新的“TB67S158”通过整合一个8通道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)输出,能够支持双电机控制。例如,通过将输出设置为恒定电压控制模式,4
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高速机床用直线丝杆步进电机的优势
随着直接驱动技术的发展,直线丝杆步进电机与传统的“旋转伺服电机滚珠丝杠”的驱动方式的对比引起业界的关注。现在一些技术先进的加工中心厂家开始在其高速机床上应用。 精度方面:
直线丝杆步进电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、绝对精度,通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机滚珠丝杠”高,且容易实现。直线丝杆步进电机定位精度可达0.1μm.“旋转伺服电机滚珠丝杠”最高达到2~5μm,且要求CNC-伺服电机-无隙连轴器-止推轴承-冷却系统-高精度滚动导轨-螺母座-工作台闭环整个系统的传动部分要轻量化,光栅精度要高。若想达到较高平稳性,“旋转伺服电机滚珠丝杠”要采取双轴驱动,直线丝杆步进电机是高发热部件,需采取强冷
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Allegro发布全新汽车级双极步进电机驱动器或双直流电机
Allegro MicroSystems,LLC推出一款全新的汽车级双极步进电机驱动器或双直流电机驱动器IC AMT49702,新产品专为低压步进电机和双/单高电流直流电机的脉冲宽度调制(PWM)控制而设计。AMT49702的输出电流可达每通道1A,工作电压为3.5至15V,主要应用领域包括:平视显示器(HUD)中的镜面定位和防尘罩、导航系统中的屏幕升降器、驾驶员注意力监测系统中的摄像头移动或对焦、以及方向盘反馈中的振动警报等等。 AMT49702是一款汽车级器件,已经过扩展的温度和电压范围测试,能够确保符合汽车或工业应用的要求。它具有内部固定的关断时间PWM定时器,可根据选择的电流检测电阻来设置峰值电流。AMT49702还可提
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基于CAN总线的一体化两相步进电机驱动器的设计
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