步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的四種方法

步進(jìn)電機(jī)，就是根據(jù)控制信號(hào)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)脈沖信號(hào)首先說(shuō)到步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，那就必須得說(shuō)到步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的一些原理。通過(guò)調(diào)節(jié)輸入驅(qū)動(dòng)器的脈沖頻率以及驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分參數(shù)來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)際是控制單位時(shí)間內(nèi)步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí)伴隨著扭矩的下降，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)扭矩下降到一定程度時(shí)，自身的扭矩已經(jīng)不能帶動(dòng)其自身的重量，導(dǎo)致電機(jī)停止。

步進(jìn)電機(jī)只能夠由數(shù)字信號(hào)控制運(yùn)行的，當(dāng)脈沖提供給驅(qū)動(dòng)器時(shí)，在過(guò)于短的時(shí)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(guò)高，將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須采用加減速的辦法。就是說(shuō)，在步進(jìn)電機(jī)起步時(shí)，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時(shí)的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說(shuō)的“加減速”方法。

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速度是根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)的變化來(lái)改變的，從理論上講，給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角（細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角）。實(shí)際上，如果脈沖信號(hào)變化太快，步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼作用，轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號(hào)的變化，將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。所以步進(jìn)電機(jī)在高速啟動(dòng)時(shí)，需要采用脈沖頻率升速的方法，在停止時(shí)也要有降速過(guò)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。

常規(guī)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法分為以下幾種：

一、換向器電機(jī)調(diào)速

優(yōu)點(diǎn)：①具有交流同步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和直流電機(jī)良好的調(diào)速性能; ②低速時(shí)用電壓、高速時(shí)用步進(jìn)電機(jī)反電勢(shì)自然換流，運(yùn)行可靠; ③無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，適用于高速大容量同步電機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速。缺點(diǎn)：過(guò)載能力較低，原有電機(jī)的容量不能充分發(fā)揮。

二、定子調(diào)壓調(diào)速

優(yōu)點(diǎn)：①線路簡(jiǎn)單，裝置體積小，價(jià)格便宜; ②使用、維修方便。缺點(diǎn)：①調(diào)速過(guò)程中增加轉(zhuǎn)差損耗，此損耗使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低; ②調(diào)速范圍比較小; ③要求采用高轉(zhuǎn)差電機(jī)，比如特殊設(shè)計(jì)的力矩電機(jī)，所以特性較軟，一般適用于55kw以下的異步電機(jī)。

三、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

優(yōu)點(diǎn)：①技術(shù)要求較低，易于掌握; ②設(shè)備費(fèi)用低; ③無(wú)電磁諧波干擾。缺點(diǎn)：①串鑄鐵電阻只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速。若用液體電阻進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，則維護(hù)、保養(yǎng)要求較高; ②調(diào)速過(guò)程中附加的轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為所串電阻發(fā)熱形式的損耗，效率低。 ③調(diào)速范圍不大。

四、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速

優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制裝置容量小，價(jià)值便宜; ②運(yùn)行可靠，維修容易; ③無(wú)諧波干擾。缺點(diǎn)：①速度損失大，因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)差離合器本身轉(zhuǎn)差較大，所以輸出軸的最高轉(zhuǎn)速僅為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的80%～90%; ②調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化成熱能形式的損耗，效率低。

根據(jù)需要的運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的速度參數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)改變驅(qū)動(dòng)器的脈沖頻率或者改變細(xì)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整電機(jī)的速度。脈沖頻率越高，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度越快;細(xì)分?jǐn)?shù)越高，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)越平滑。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化。在實(shí)際應(yīng) 用中，需要考慮電機(jī)的負(fù)載情況、慣性、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性等因素，通過(guò)不斷的測(cè)試和調(diào)節(jié)，逐步優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和效果。需要注意的是，在調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的速度時(shí)，需要保證電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定和準(zhǔn)確，以免出現(xiàn)誤差或者振蕩的情況。同時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，在要求高速度和平穩(wěn)性的應(yīng)用中，需要通過(guò)提高細(xì)分?jǐn)?shù)等方法來(lái)優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)動(dòng)效果。要是步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的速度不夠怎么辦？如果是實(shí)際轉(zhuǎn)速比理論轉(zhuǎn)速慢，可能是失步，負(fù)載過(guò)大造成的;如果是理論上轉(zhuǎn)速也是慢，那是脈沖頻率低，加大脈沖頻率可提高轉(zhuǎn)速。其實(shí)提高步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，是有辦法的。提高脈沖頻率，比如把脈沖頻率搞到100KHz，那么轉(zhuǎn)速等于 50rpm，轉(zhuǎn)速提高了十倍，如果您采用的是PLC脈沖輸出控制步進(jìn)電機(jī)的話，那么要看PLC脈沖輸出頻率的最大值是多少，可支持的高速脈沖輸出，可提供更高的轉(zhuǎn)速。