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優(yōu)勢供應Ac-motoren進口電機AWM 315 LA-6/PHE
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江蘇邱成機電有限公司
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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷售、技術(shù)服務于一體的現(xiàn)代化企業(yè),是國內(nèi)自動化領(lǐng)域具競爭力的設備供應商。公司主要經(jīng)營歐美和日韓 等發(fā)達國家的機電一體化設備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設備及電動工具等工控自動化產(chǎn)品。
憑借專業(yè)*的技術(shù)與商務團隊, 公司在為客戶帶來優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時還可提供自動化工程技術(shù)服務及成套解決方案。
公司
高低壓功率驅(qū)動接口如圖所示。高低壓驅(qū)動的設計思想是,不論電機 高低壓功率驅(qū)動接口
工作頻率如何,均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿,而在前沿過后,用低電壓UL來維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅(qū)動器的高頻性能,而且不必再串聯(lián)電阻Rs,消除了附加損耗。高低壓驅(qū)動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul,它們應保持同步,且前沿在同一時刻跳變,如圖所示。圖中,高壓管VTH的導通時間tl不能太大,也不能太小,太大時,電機電流過載;太小時,動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。(當這個數(shù)值與電機的電氣時間常數(shù)相當時比較合適)。
4.斬波恒流功率驅(qū)動
恒流驅(qū)動的設計思想是,設法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數(shù)值。使電機具有 圖6 斬波恒流功率驅(qū)動接口
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恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。這是使用較多、效果較好的一種功率接口。圖6是斬波恒流功率接口原理圖。圖中R是一個用于電流采樣的小阻值電阻,稱為采樣電阻。當電流不大時,VT1和VT2同時受控于走步脈沖,當電流超過恒流給定的數(shù)值,VT2被封鎖,電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感,此時靠二極管VD續(xù)流,維持繞組電流,電機靠消耗電感中的磁場能量產(chǎn)生出力。此時電流將按指數(shù)曲線衰減,同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數(shù)值,VT2導通,電源再次接通。如此反復,電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上,形成小小的鋸齒波,如圖所示。
斬波恒流功率驅(qū)動接口也有兩個輸入控制信號,其中u1是數(shù)字脈沖,u2是模擬信號。這種功率接口的特點是:高頻響應大大提高,接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性,共振現(xiàn)象消除,但線路較復雜。相應的集成功率模塊可供采用。
5.升頻升壓功率驅(qū)動
為了進一步提高驅(qū)動系統(tǒng)的高頻響應,可采用升頻升壓功率驅(qū)動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關(guān)系。它的主回路實際上是一個開關(guān)穩(wěn)壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅(qū)動脈沖的頻率轉(zhuǎn)換成直流電平,并用此電平去控制開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸入,這就構(gòu)成了具有頻率反饋的功率驅(qū)動接口。
6.集成功率驅(qū)動
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已有多種用于小功率步進電機驅(qū)動器的集成功率驅(qū)動接口電路可供選用。
L298芯片是一種H橋式驅(qū)動器,它設計成接受標準TTL邏輯電平信號,可用來驅(qū)動電感性負載。H橋可承受46V電壓,相電流高達2.5A。L298(或XQ298,SGS298)的邏輯電路使用5V電源,功放級使用5~46V電壓,下橋發(fā)射極均單獨引出,以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝,工業(yè)品等級。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。H橋驅(qū)動的主要特點是能夠?qū)﹄姍C繞組進行正、反兩個方向通電。L298特別適用于對二相或
四相步進電機驅(qū)動。 專
步進電機又稱為脈沖電機,基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認為是最初的步進電機。二十世紀初,在話自動交換機中廣泛使用了步進電機。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上,對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),步進電機的控制方式更加靈活多樣。
[2] 步進電機相對于其它控制用途電機的區(qū)別是,它接收數(shù)字控制信號(電脈沖信號)并轉(zhuǎn)化成與之相對應的角位移或直線位移,它本身就是一個完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制,輸入一個脈
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沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量,這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低,幾乎不必進行系統(tǒng)調(diào)整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴格成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。
[2] 我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段,新品種和高性能電機不斷開發(fā),目前,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,特別是永磁材料、半導體技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展,使步進電機在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應用。
[2] 步進電機控制技術(shù)及發(fā)展概況
作為一種控制用的特種電機,步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專的驅(qū)動電源(步進電機驅(qū)動器)。在微電子技術(shù),特別計算機技術(shù)發(fā)展以前,控制器(脈沖信號發(fā)生器)*由硬件實現(xiàn),控制系統(tǒng)采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路,不僅調(diào)試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發(fā)不同的驅(qū)動器,開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高,控制難度較大,限制了步進電機的推廣。
[2] 由于步進電機是一個把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機械運動的裝置,具有很好的數(shù)據(jù)控制特性,因此,計算機成為步進電機的理想驅(qū)動源,隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展,軟硬件結(jié)合的控制方式成為了主流,即通過程序產(chǎn)生控制脈沖,驅(qū)動硬件電路。單片機通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出了電機的潛力。因此,用單片機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢,也符合數(shù)字化的時代趨
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芯片構(gòu)成的步進電動驅(qū)動系統(tǒng)三相磁阻式步進電動機模型的結(jié)構(gòu)示意圖如概述圖所示。它的定、轉(zhuǎn)子鐵心都由硅鋼片疊成。定子上有六個磁極,每兩個相對的磁極繞有同一相繞組,三相繞組接成星形作為控制繞組;轉(zhuǎn)子鐵心上沒有繞組,只有四個齒,齒寬等于定子極靴寬。
[1] 步進電機加減速過程控制技術(shù)
正因為步進電機的廣泛應用,對步進電機的控制的研究也越來越多,在啟動或加速時如果步進脈沖變化太快,轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號的變化,產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步,提高工作頻率,要對步進電機進行升降速控制。
[2] 步進電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運行拍數(shù)一定的情況下,只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進電機是借助它的同步力矩而啟動的,為了不發(fā)生失步,啟動頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉(zhuǎn)子直徑增大,慣量增大,啟動頻率和最
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高運行頻率可能相差十倍之多。
[2] 步進電機的起動頻率特性使步進電機啟動時不能直接達到運行頻率,而要有一個啟動過程,即從一個低的轉(zhuǎn)速逐漸升速到運行轉(zhuǎn)速。停止時運行頻率不能立即降為零,而要有一個高速逐漸降速到零的過程。
[2] 步進電機的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降,啟動頻率越高,啟動力矩就越小,帶動負載的能力越差,啟動時會造成失步,而在停止時又會發(fā)生過沖。要使步進電機快速的達到所要求的速度又不失步或過沖,其關(guān)鍵在于使加速過程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個運行頻率下步進電機所提供的力矩,又不能超過這個力矩。因此,步進電機的運行一般要經(jīng)過加速、勻速、減速三個階段,要求加減速過程時間盡量的短,恒速時間盡量長。特別是在要求快速響應的工作中,從起點到終點運行的時間要求最短,這就必須要求加速、減速的過程最短,而恒速時的速度高。
[2] 國內(nèi)外的科技工作者對步進電機的速度控制技術(shù)進行了大量的研究,建立了多種加減速控制數(shù)學模型,如指數(shù)模型、線性模型等,并在此基礎(chǔ)上設計開發(fā)了多種控制電路,改善了步進電機的運動特性,推廣了步進電機的應用范圍指數(shù)加減速考慮了步進電機固有的矩頻特性,既能保證步進電機在運動中不失步,又充分發(fā)揮
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了電機的固有特性,縮短了升降速時間,但因電機負載的變化,很難實現(xiàn)而線性加減速僅考慮電機在負載能力范圍的角速度與脈沖成正比這一關(guān)系,不因電源電壓、負載環(huán)境的波動而變化的特性,這種升速方法的加速度是恒定的,其缺點是未充分考慮步進電機輸出力矩隨速度變化的特性,步進電機在高速時會發(fā)生失步