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步進電機速度变化的测量方法

时间:2020-11-02 16:52


步進電機只能够由数字信号控制运行的 ,当脉冲提供给驱动器时 ,在过于短的时间里 ,控制系统发出的脉冲数太多 ,也就是脉冲频率过高 ,将导致步進電機堵转。要解决这个问题 ,必须采用加减速的办法。就是说 ,在步進電機起步时 ,要给逐渐升高的脉冲频率 ,减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。
  所以步進電機在高速启动时 ,需要采用脉冲频率升速的方法 ,在停止时也要有降速过程 ,以保证实现步進電機精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。
步進電機
 
  以加速实例加以说明:加速过程是由基础频率(低于步進電機的直接起动最高频率)与跳变频率(逐渐加快的频率)组成加速曲线(降速过程反之)。跳变频率是指步進電機在基础频率上逐渐提高的频率 ,此频率不能太大 ,否则会产生堵转和丢步。
  指数曲线 ,在软件编程中 ,先算好时间常数存贮在计算机存贮器内 ,工作时指向选取。通常 ,完成步進電機的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间 ,对绝大多数步進電機来说 ,就会难以实现步進電機的高速旋转。
  
  速度變化的測量
  步進電機的使用大致分为位置控制和速度控制。而速度控制的速度范围可由低速到高速变速控制或恒速度使用 ,但均存在速度变化问题。下图表示速度变化率的定义。
步進電機 速度公式
 
  这是速度变化率的测量 ,按实际的负载惯量用等效惯量或摩擦转矩等测量 ,以接近实际使用值。特别是惯量大时 ,速度变化率(也称为速度失效或抖动、摆动等)也大。因此必须注意步進電機的速度运行范围 ,速度愈快 ,速度变化率愈小。
 
  此种测量方法大致分为使用编码器的方法和激光测量方法。使用编码器时 ,应注意编码器与步進電機的联轴器的轴中心要同心 ,还要考虑编码器惯量的影响。速度变化率的计算 ,首先要对编码器单位时间的脉冲数逐一计数 ,然后再计算速度变化率。而使用激光测量方法 ,要在步進電機上安裝圓盤 ,該圓盤反射激光束 ,將光反射回去 ,速度變化用多普勒效應計算 ,此設備在市面有售。此處如非特別要求使用編碼器測量 ,最好使用激光測量儀。