Warum braucht man eine Unterteilungssteuerung für Schrittmotoren?

Der Schrittmotor ist durch seinen eigenen Herstellungsprozess begrenzt. Beispielsweise wird die Größe des Schrittwinkels durch die Anzahl der Rotorzähne und die Anzahl der Laufschläge bestimmt. Allerdings sind die Anzahl der Rotorzähne und die Anzahl der Laufschläge begrenzt Daher ist der Schrittwinkel des Schrittmotors im Allgemeinen größer und fest, was zu einer geringen Schrittauflösung, mangelnder Flexibilität, Vibrationen beim Betrieb mit niedrigen Frequenzen und einem höheren Geräuschpegel als bei anderen Mikromotoren führt, was das physische Gerät anfällig für Ermüdung oder Beschädigung macht. Aufgrund der oben genannten Mängel können Schrittmotoren nur in einigen Situationen mit geringeren Anforderungen verwendet werden. Für Situationen mit höheren Anforderungen kann nur eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis übernommen werden, was die Komplexität des Systems erhöht. Diese Mängel schränken den Einsatz von Schrittmotoren erheblich ein Hervorragende Open-Loop-Anwendungen. Durch den effektiven Einsatz von Steuerkomponenten und die Unterteilungsantriebstechnologie von Schrittmotoren können diese Mängel bis zu einem gewissen Grad effektiv behoben werden.

Entwicklung der Schrittmotor-Unterteilungs-Antriebstechnik

Schrittmotor Subdivision Drive-Technologie ist in der Mitte der siebziger Jahre entwickelt, ist ein Antriebstechnik, die die umfassende Leistung des Schrittmotors erheblich verbessern können. Amerikanische Wissenschaftler, zum ersten Mal in den Vereinigten Staaten inkrementelle Motion Control-Systeme und Geräte Jahrestagung des Schrittmotors Schrittwinkel Unterteilung Kontrollmethode, in den folgenden zwei Jahrzehnten hat der Schrittmotor Unterteilung Antrieb eine große Entwicklung gewesen, und allmählich in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts voll ausgereift entwickelt. Chinas Forschung auf Schrittmotor Unterteilung Antriebstechnik, der Beginn der Zeit mit dem Ausland.

Die Schrittmotor-Unterteilungsantriebstechnologie hat Mitte der 1990er Jahre große Fortschritte gemacht und wird hauptsächlich in der Industrie, Luft- und Raumfahrt, Robotik, Präzisionsmessung und anderen Bereichen eingesetzt, beispielsweise als fotoelektrischer Theodolit zur Verfolgung von Satelliten, militärischen Instrumenten, Kommunikations- und Radargeräten. Durch die breite Anwendung der Schrittmotor-Unterteilungsantriebstechnologie ist die Anzahl der Phasen des Motors nicht durch den Schrittwinkel begrenzt, was das Produktdesign vereinfacht.

Das Prinzip der Unterteilungssteuerung des Schrittmotors

Jedes Mal, wenn das Magnetfeld im Motor einen Kreis dreht, bewegt sich der Schrittmotor um einen ganzen Schrittwinkel weiter. Wenn der Vierphasen-Schrittmotor abwechselnd in der Reihenfolge A→B→C→D→A, d. h. im Ganzschrittbetrieb, betrieben wird, dreht sich das Magnetfeld in vier Schlägen, und jedes Mal, wenn der Strom kommutiert wird, bewegt sich der Schrittmotor um 1/4 des ganzen Schrittwinkels weiter, und wenn er abwechselnd in der Reihenfolge A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A, d. h. im Halbschrittbetrieb, betrieben wird, bewegt sich der Schrittmotor jedes Mal, wenn der Strom kommutiert wird, um 1/8 des ganzen Schrittwinkels weiter. Wenn jedoch der Vorschubwinkel jedes Taktes im Halbschrittbetrieb die Anforderungen an die Regelgenauigkeit übersteigt, ist eine weitere Unterteilung des Schrittwinkels erforderlich.

Die Größe der elektromagnetischen Kraft hängt von der Größe des Stroms ab, der die Wicklung erregt. Wenn der Strom in der erregten Phase nicht sofort den Spitzenwert erreicht, stoppt der Strom in der nicht erregten Phase nicht. Das heißt, wenn es auf Null fällt, wird das interne Magnetfeld des Motors durch den Zweiphasenstrom synthetisiert, und die resultierende Magnetfeldkraft führt dazu, dass der Rotor eine neue Gleichgewichtsposition einnimmt. Diese neue Gleichgewichtsposition liegt innerhalb des Bereichs des ursprünglichen Schrittwinkels. Das heißt, wenn die Wellenform des Wicklungsstroms nicht mehr eine annähernde Rechteckwelle, sondern eine annähernde Stufenwelle ist, die in N Schritte unterteilt ist, dann dreht sich der Rotor jedes Mal um einen kleinen Schritt, wenn der Strom um einen Schritt steigt oder fällt. Wenn sich der Rotor gemäß dieser Regel um N kleine Schritte dreht, entspricht dies tatsächlich einer Drehung um einen Schrittwinkel. Diese Antriebsmethode, bei der ein Schrittwinkel in mehrere kleine Schritte unterteilt wird, wird als Unterteilungsantrieb bezeichnet.

Ungewöhnlich verwendete Unterteilungssteuerungsmethoden für Schrittmotoren

1.Die Steuerung des Phasenstroms des Schrittmotors wird zunächst durch Hardware implementiert. Üblicherweise werden zwei Methoden verwendet: Zur Stromversorgung werden mehrere Leistungsschalterströme verwendet, und die Ströme werden den Wicklungen überlagert. Diese Methode reduziert den Leistungsröhrenverlust, aber aufgrund von Die Anzahl der Kanäle ist groß, daher gibt es viele Geräte und die Lautstärke ist groß.

2.Das Impulssignal wird zunächst überlagert und dann von der Endstufenröhre linear verstärkt, um einen leiterförmigen Strom zu erhalten. Der Vorteil besteht darin, dass weniger Geräte verwendet werden, die Endstufenröhre jedoch viel Strom verbraucht und die Systemleistung gering ist. Wenn die Wenn der Schrittmotor im nichtlinearen Bereich arbeitet, führt dies zu Verzerrungen. Aufgrund ihrer unüberwindbaren Mängel werden diese beiden Arten von Unterteilungskontrollmethoden derzeit kaum eingesetzt.

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