电工优优今天要和大家分享的步进电机位置定位精度的解决方法相关信息,接下来我将从步进电机定位不准,步进电机绝对定位和相对定位,步进电机定位控制这几个方面来介绍。
驱动电路的改善
一、额定电压(电流)驱动:从额定电压降低电压来驱动 步进电机,发现位置定位精度变差。
例如:在空载时,用编码器作为负载,在额定电压(电流)时的精度与低于额定电压(电流)比较,精度变化较大。如上图所示,齿槽转矩使特性畸变的程度依据所加电压而不同,电压越低,齿槽转矩影响越明显。作者经验认为角度精度太差是很麻烦的,会引起测量电压(电流)不准。大家会注意到,转矩与电压有一定关系,而此关系如不同,会使空载时的角度精度变得很差或成为盲点。
二、2相激磁驱动:1相激磁驱动定子齿与转子齿作位置定位。相对2相激磁,由定子的2个相绕组激磁,转子齿磁场与定子磁场平衡,作位置定位。因1相激磁驱动时,其误差精度为各定子相的本身机械精度,而2相激磁误差,由多极位置决定,误差有所缓解,精度变好。特别是纵列型的两相PM型步进电机,1相激磁与2相激磁比较,1相激磁精度会差一些。
三、多步进位置定位:两相步进电机时以2或4步进位置定位驱动;三相步进电机3或6步进位置定位驱动。《步进电机步距角度精度的测量》一文中提到的是两相HB型步进电机的例子,如每4步进位置定位,精度大幅提高。
例如,每1.8°位置定位时,1.8°并非使用全步进,而是使用0.9°的步进电机,以2步进驱动1.8°位置定位,全步进选择0.6°的步进电机,3步进驱动有0.6°×3=1.8°的驱动方式。此种方式可以大大提高精度。
电机的改善
微调定子结构的改善:已知定子的微调结构能改善位置定位精度。以两相电机为例,微调结构,可以降低齿槽转矩,距角特性变为正弦波。三相HB型1.2°的步进电机,六主极无微调,与12主极有微调的全步进驱动时的位置精度比较如下图所示:
1/8细分驱动时的位置定位精度比较如下图所示:
三相12主极微调结构步进电机全步进时,位置定位精度可以改善±2%以内。在细分时,微调结构精度提高近50%。细分步距角精度比全步距角运行的精度大。步距采用8分割时,步距角为1.2°/8=0.15°,以此作为控制计算基准,其精度值当然比全步距角时要高。
三相HB型高分辨率电机的改善:三相HB型步进电机有2相1.8°的1/3,即0.6°的髙分辨率电机,由于驱动芯片可以在市场上买到,所以可以很容易地实现高精度位置定位。
RM型细分时的改善:以HB型步进电机细分的角度,用于位置定位时,其精度会有问题。RM型10细分位置定位时,计算出的位置是线性变化的,微步进细分时的角度精度比较。
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