Управление шаговым двигателем с замкнутым контуром и компенсацией потерь при шаге — это распространенный алгоритм повышения производительности шаговых систем.
В одном из распространенных способов компенсации потери шага датчик угла или энкодер отслеживает положение двигателя и ротора и все пропущенные шаги. Затем контроллер записывает свои команды и фактическое положение двигателя с помощью энкодера, преобразующего данные о положении в эквивалентное количество шагов. Когда контроллер обнаруживает пропущенные шаги, он запускает коррекцию положения с помощью дополнительных шагов.
Такая форма компенсации потери хода полезна, когда шаговый двигатель должен развивать максимальную скорость или работать с максимальной нагрузкой (или когда существует опасность заклинивания выходного вала).
В другой бессенсорной установке компенсации ступенчатых потерь, контроллер обнаруживает сбои в работе, используя измерения обратной ЭДС для получения обратной связи.
Здесь контроллер использует позиционный контур, чтобы избежать потери хода из-за внешних помех, через токовый контур, который изменяет входные данные двигателя и поддерживает его работу даже при переменной нагрузке.
Преимущество шаговых двигателей заключается в том, что они работают в конфигурации с разомкнутым контуром, как описано в Часто задаваемые вопросы: Что такое управление по замкнутому контуру с регулировкой положения груза?Но для систем с замкнутым контуром, таких как система регулирования шага или положения груза, требуется обратная связь с системой. Несмотря на это, эти настройки менее сложны и требуют меньше обратной связи, чем системы, основанные на сервомоторах.
Обратите внимание, что некоторые производители определяют шаговое управление с замкнутым контуром как синусоидальную коммутацию с использованием обратной связи с энкодером для отслеживания положения ротора и обеспечения эффективного управления в полевых условиях. Они утверждают, что шаговые двигатели, оснащенные энкодером, без полевого управления (или синусоидально коммутируемого управления током) не являются по-настоящему замкнутыми двигателями. Логика здесь заключается в том, что такие системы могут только отслеживать положение шага и не могут корректировать потерянный шаг во время работы.
В отличие от этого, шаговые двигатели с замкнутым контуром могут корректировать потери при шаге. В данном случае обмотки двигателя пропускают синусоидальные фазные токи, а привод обеспечивает взаимодополняемость магнитных полей статора и ротора, что обеспечивает необходимый уровень крутящего момента. Такой точно отмеренный ток в обмотках позволяет двигателю выдавать постоянную мощность с минимальными шумами и тепловыми потерями.
В отличие от элементов управления положением груза, регуляторы потери шага не позволяют постоянно компенсировать ошибки по всему профилю перемещения.
Скорее всего, только в том случае, если система обнаруживает потерянные шаги, она предпринимает какие-либо корректирующие действия.
Компенсация потери шага проще, чем управление положением нагрузки. Тем не менее, при рассмотрении вопроса о том, следует ли использовать замкнутый контур управления шаговым двигателем с компенсацией потери шага, подумайте о том, что нужно конкретной системе. Потеря шага может нарушить всю работу системы, управляемой шаговым двигателем. Однако степень чувствительности конкретной установки к таким сбоям будет определять, стоит ли включать поэтапную компенсацию потерь.
Еще одно предостережение: компенсация пошаговых потерь может исправлять ошибки и выступать в качестве страховки. Однако она не должна служить первой линией защиты, чтобы сделать систему шагового управления надежной. В первую очередь, примите меры к тому, чтобы было пропущено как можно меньше шагов:
1) Выберите двигатель подходящего размера. Здесь следует использовать факторы безопасности и следить за тем, чтобы внешние причины не приводили к остановкам.
2) Всегда тестируйте системы, чтобы убедиться, что они не будут пропускать этапы. Обычно, когда в проекте движения отсутствуют шаги, он теряет несколько шагов, а не только один за раз. Тщательная проверка и тестирование, а также компенсация потери шага могут привести к созданию более стабильных и надежных систем.
Под редакцией Зак Хан.
Скачать PDF: Решения Mircomo — Как предотвратить потери при шаге с помощью шаговых двигателей?
Свежие комментарии