步进电机闭环系统与开环系统的控制性能比较

  步进电机的主要优点之一是适用于开环控制。在开环控制下,步进电机由脉冲序列控制,在控制系统中不需要反馈传感器和相应的电子线路。该线路简单,成本低,广泛应用于步进电机的开环控制系统。

  然而,步进电机的开环控制不能避免步进电机本身固有的缺点,即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面,开环控制步进电机系统的精度难以高于分级,定位精度相对较低。因此,在精度和稳定性标准要求较高的系统中,必须使用闭环控制系统。

  步进电机的闭环控制是利用位置反馈和(或)速度反馈来确定适合转子位置的相位转换,可以大大提高步进电机的性能。

  在闭环控制的步进电机系统中,当具有给定精度的跟踪和反馈时,可以扩大工作速度范围,或者在给定速度下提高跟踪和定位精度,或者获得极限速度指标和极限精度指标。与开环控制性能相比,步进电机的闭环控制性能具有以下优点:

  a.随着输出扭矩的增加,两者的速度都以非线性形式下降,但闭环控制提高了扭矩频率特性。

  b.在闭环控制下,输出功率/扭矩曲线可以提高,因为在闭环下,电机励磁转换是基于转子位置信息,电流值决定电机负载。因此,即使在低速范围内,电流也可以完全转换为扭矩。

  在闭环控制下,效率提高了一转矩曲线。

  d.采用闭环控制,可获得比开环控制更高的运行速度、更稳定、更光滑的速度。

  e.通过闭环控制,步进电机可以自动有效地加速和减速。

  F.与开环控制相比,闭环控制的定量评价可以通过比较一定路径间隔的时间得出:n-步进电机转换拍数(n>n)。

  采用闭环驱动,效率可提高7.8倍,输出功率可提高3.3倍,速度可提高3.6倍。

  闭环驱动步进电机在各方面都优于开环驱动步进电机。步进电机闭环驱动具有步进电机开环驱动和DC无刷步进电机的优点。因此,闭环控制步进电机将广泛应用于可靠性要求高的位置控制系统中。