十二年專注于步進(jìn)電機(jī)解決方案多年的技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，精易求精的產(chǎn)品生產(chǎn)制造
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信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-12-14
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式一般分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制兩種控制方式，其中開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)最簡(jiǎn)單的控制方式就是玎環(huán)控制系統(tǒng)，在這樣的控制方式下，步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的輸入并不依賴于轉(zhuǎn)子的位置，反而是按一固定的規(guī)律發(fā)出其控制脈沖，步進(jìn)電機(jī)僅依靠這一系列既定的脈沖而工作，這種控制方式由于步進(jìn)電機(jī)的獨(dú)特性而比較適合于控制步進(jìn)電機(jī)。
閉環(huán)控制是控制論的一個(gè)基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制是采用位置反饋和（或） 速度反饋來確定與轉(zhuǎn)子位置相適應(yīng)的相位轉(zhuǎn)換，可大大改進(jìn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能。
在閉環(huán)控制的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中，或可在具有給定精確度下跟蹤和反饋時(shí)，擴(kuò)大工作速度范圍，或可在給定速度下提高跟蹤和定位精度，或可得到極限速度指標(biāo)和極限精度指標(biāo)。
步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制方式大致分為兩種：
1、使激磁磁通與電流的相位關(guān)系保持一致，使其產(chǎn)生能帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，這種控制電機(jī)電流的方式與無刷直流電機(jī)控制方式相同，稱為無刷驅(qū)動(dòng)方式或電流閉環(huán)控制方法。
2、電機(jī)電流保持一定，控制激磁磁通與電流相位角的方式，稱為功率角閉環(huán)控制方法。功率角為轉(zhuǎn)子磁極與定子激磁相（或認(rèn)為是同步電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軸線也可以）相互吸引所成的相位角。此功率角在低速時(shí)或輕載時(shí)較小，高速時(shí)或高負(fù)載時(shí)較大。引用前文開環(huán)控制的原理部分中的下圖所示，“杠A”相吸引轉(zhuǎn)子磁極，其次“杠B”相激磁時(shí)的角度有π/2，轉(zhuǎn)子磁極位于“杠A”相前緣（圖中轉(zhuǎn)子的S極位于A相的左側(cè)）時(shí)，使磁極“杠B”相開始激磁。
為什么？因?yàn)楦咚贂r(shí)，受線圈電感的影響，使A相電流的關(guān)斷時(shí)間延長(zhǎng)，B相電流上升時(shí)間也延長(zhǎng)，因此，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩加速的角度，其值隨速度變快而變大。
這種控制方式是直接或間接地檢測(cè)出轉(zhuǎn)予（或負(fù)載）的位置或速度，然后通過反饋和適當(dāng)?shù)奶幚恚詣?dòng)地給出步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖序列，這個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖序列是根據(jù)負(fù)載或轉(zhuǎn)子的位置而隨時(shí)變化的這種控制方式的實(shí)現(xiàn)方法很多，在要求精度很高的場(chǎng)合，結(jié)合微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)及微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)很高的位置精度要求。
閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)
a、隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增加，二者的速度均以非線性形式下降，但是，閉環(huán)控制提高了矩頻特性。
b、閉環(huán)控制下，輸出功率/轉(zhuǎn)矩曲線得以提高，原因是，閉環(huán)下，電機(jī)勵(lì)磁轉(zhuǎn)換是以轉(zhuǎn)子位置信息為基礎(chǔ)的，電流值決定于電機(jī)負(fù)載，因此，即使在低速度范圍內(nèi)，電流也能夠充分轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。
C、閉環(huán)控制下，效率一轉(zhuǎn)矩曲線提高。
d、采用閉環(huán)控制，可得到比開環(huán)控制更高的運(yùn)行速度，更穩(wěn)定、更光滑的轉(zhuǎn)速。
e、利用閉環(huán)控制，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)地、有效地被加速和減速。
f、閉環(huán)控制相對(duì)開環(huán)控制在快速性方面提高的定量評(píng)價(jià)，可借助比較IV步內(nèi)通過某個(gè)路徑間隔的時(shí)間得出：
g、應(yīng)用閉環(huán)驅(qū)動(dòng)，效率可增到7.8倍，輸出功率可增到3.3 倍，速度可增到3.6倍。閉環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)的性能在所有方面均優(yōu)于開環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)驅(qū)動(dòng)和直流無刷伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。因此，在可靠性要求很高的位置控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將獲得廣泛應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)開環(huán)與閉環(huán)有何區(qū)別
1、開環(huán)控制內(nèi)容讓對(duì)方執(zhí)行就好了。沒有反饋。 閉環(huán)控制需要對(duì)方執(zhí)行并且報(bào)告給你。要有反饋。
2、是否對(duì)當(dāng)前控制起作用。開環(huán)控制一般是在瞬間就完成的控制活動(dòng)，閉環(huán)控制一定會(huì)持續(xù)一定的時(shí)間，可以借此判斷。