文章標題:步進電機運行精度分析 |
作者:amwgogll 發表時間:2012-8-22 16:55:13 |
步進電機能方便地進行速度與角度控制,使其在現代自動控制方面占有越來越重要的地位。即使在開環狀態下,它也能實現較高精度的位置控制。然而,步進電機在使用時,其可控角是以步為單位的,也就是說,角度是跳躍式變化的;而且由于受到加工工藝的影響,一個步長一般在1度左右,每個步長也并非完全相等,因而在精度要求較高的場合,就要求對步進電機轉角誤差有一定的認識,以及采取相應的提高精度的措施。
在步進電機的使用中,所產生的轉角誤差可以分成兩大類,一類與步進電機直接有關;而另外一類不僅與步進電機本身有關,還與驅動方式有關。
不積累誤差也叫靜態步距角誤差,指在空載條件下,步進電機的實際運行角度與理論運行角度之間的差別。為了分析方便,在不積累誤差中不考慮摩擦力的影響,它與驅動電流也沒有任何關系。對于一個質量較高的電機,這個誤差一般在57左右。
不同步進電機的不積累誤差也是不同的。對于一個特定的電機而言,其不積累誤差一般是固定的。原理上可以通過預先測量這些誤差,然后通過一定的補償,以提高精度。但實際上.必須時刻知道步進電機的確切運行位置(也就是運行到哪一步),而要得到這個信息,有兩個手段,一是通過其它位置傳感器測知這個位置;一是設置一記憶電路,能時刻記住步進電機的位置。然而這樣做的結果是增大了電路的復雜性。
由于加工上的原因,步進電機在運行整拍時相互之間的角度間隔誤差保持較小的值,因此在要求較高步距精度的時候,可以考慮采用整拍運行方式。
步進電機在整轉運行時其不積累誤差理論上永遠為零,因此在高精度驅動中,可以考慮采用整轉運行方案。此時,失調角誤差或回滯誤差是****的誤差源。
失調角誤差也叫負載角誤差,指步進電機在驅動負載的條件下,為了產生一定的負載力矩,步進電機需產生一個失調角θ。
回滯誤差:如果加在步進電機上的負載力矩改變方向,則所產生的失調角與原來的相反。因此,即使負載保持****恒定(包括摩擦力),并假設電機無任何不積累誤差,那么由于電機可能的正、反方向運行,也會產生一個相當大的角度誤差。
為了消除回滯誤差而提高精度,反向驅動時,可多運行一定的步數,然后返回,使負載力矩保持一個方向。
重復誤差:在負載****恒定的條件下,步進電機朝原來運動方向的反方向運轉”步后再前進行步,它的起始位置與終止位置有差別。這個誤差的來源比較復雜。_般在幾角秒之內,典型值為±0. 0014。。因此,在大多數場合下是可以忽略不計的。
在現代的一些精密位置控制系統中,步進電機得到了廣泛的應用。為了保證整個系統可靠地工作,對步進電機產生的角度誤差來源應有一定的認識。單方面追求小的不積累誤差并不能從實質上提高系統的精度,只能提高成本,因為通過文中的分析可以看到,可能一個較小的負載力矩就會產生與之相當的角度誤差。在一些場合,技巧也是特別重要的。單相通電方式、整步運行方式、整轉運行方式等都能在一定程度上改善其精度。
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