步进电机开环控制原理

2018-8-28 01:16| 编辑:电工学习网| 查看: 10195| 评论: 0

当步进电机的定子一相绕组流过直流电流时，最接近该相的转子齿被定子相吸引，因产生的电磁转矩大于负载转矩，从而使转子运动。当转子转动到电磁转矩与负载转矩平衡位置时，转子就静止不动了，此电磁转矩也就把负载转至需要定位的位置。然后再对下一相施加激磁电流，另外一个最接近该相的转子齿被吸引，负载被该相电磁转矩驱动，移动1个步距角，到达下一个静止位置。激磁相切换的次数与频率决定了转子旋转的最终角度与速度。步进电机的步距角由定子的相数与转子的齿数决定，详细内容将在下一章说明。切换相的次数与步距角的乘积为步进（专有名词为步动作增加的角度）角度，此值决定最终静止位置。相对负载转矩来说，如步进电机产生的转矩足够大，则切换指令就能驱动负载，作位置控制。此时的位置平衡力是由步进电机静态转矩产生的。
如下图表示两相PM型步进电机的各相矩角特性曲线的情况。当“杠A”相绕组激磁时，要使带负载的转子产生位移，负载应在转子与A相的作用力范围内。“杠A”相激磁绕组通电时的定子与转子的位置关系如图上部所示。激磁相“杠A”的矩角特性用实曲线表示；其他相绕组激磁时，产生的矩角特性曲线用虚线表示。
在轻载或空载时，静态转矩由所在位置决定，故“杠A”相转矩沿曲线箭头方向移动到其与横轴的交点C1点；实际上，转子停在转矩曲线上负载平衡点。
依次，B相如果激磁，则转子停在点b1点，b1-C1的角度差为步距角。
变速控制可使用开环控制（OPEN LOOP）方式，改变速度只需要改变切换频率的指令，相当于变频同步电机的功能。