步進(jìn)電機(jī)速度變化的測量
步進(jìn)電機(jī)只能夠由數(shù)字信號控制運(yùn)行的,當(dāng)脈沖提供給驅(qū)動器時,在過于短的時間里,控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多,也就是脈沖頻率過高,將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進(jìn)電機(jī)起步時,要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。
所以步進(jìn)電機(jī)在高速啟動時,需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時也要有降速過程,以保證實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。
以加速實(shí)例加以說明:加速過程是由基礎(chǔ)頻率(低于步進(jìn)電機(jī)的直接起動最高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進(jìn)電機(jī)在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率,此頻率不能太大,否則會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。
指數(shù)曲線,在軟件編程中,先算好時間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi),工作時指向選取。通常,完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間,對絕大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)來說,就會難以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。
速度變化的測量
步進(jìn)電機(jī)的使用大致分為位置控制和速度控制。而速度控制的速度范圍可由低速到高速變速控制或恒速度使用,但均存在速度變化問題。下圖表示速度變化率的定義。
現(xiàn)在,步進(jìn)電機(jī)的平均速度以ωm表示,其速度變化由零至最大值,如以△ωm轉(zhuǎn)動,速度變化率VF用下式來定義:
這是速度變化率的測量,按實(shí)際的負(fù)載慣量用等效慣量或摩擦轉(zhuǎn)矩等測量,以接近實(shí)際使用值。特別是慣量大時,速度變化率(也稱為速度失效或抖動、擺動等)也大。因此必須注意步進(jìn)電機(jī)的速度運(yùn)行范圍,速度愈快,速度變化率愈小。
此種測量方法大致分為使用編碼器的方法和激光測量方法。使用編碼器時,應(yīng)注意編碼器與步進(jìn)電機(jī)的聯(lián)軸器的軸中心要同心,還要考慮編碼器慣量的影響。速度變化率的計(jì)算,首先要對編碼器單位時間的脈沖數(shù)逐一計(jì)數(shù),然后再計(jì)算速度變化率。而使用激光測量方法,要在步進(jìn)電機(jī)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(yīng)計(jì)算,此設(shè)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。





