閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)是什么_步進(jìn)電機(jī)開環(huán)與閉環(huán)有何區(qū)別

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【概要描述】步進(jìn)電動機(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

步進(jìn)電動機(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)步進(jìn)電機(jī)是什么

　　閉環(huán)控制是控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。步進(jìn)電動機(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，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)。

　　閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的控制方式

　　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)磁場軸線也可以）相互吸引所成的相位角。此功率角在低速時或輕載時較小，高速時或高負(fù)載時較大。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，使磁極“杠B”相開始激磁。

　　為什么？因?yàn)楦咚贂r，受線圈電感的影響，使A相電流的關(guān)斷時間延長，B相電流上升時間也延長，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。

　　閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)工作原理圖

　　這種控制方式是直接或間接地檢測出轉(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詣拥亟o出步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動脈沖序列，這個驅(qū)動脈沖序列是根據(jù)負(fù)載或轉(zhuǎn)子的位置而隨時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合，結(jié)合微步驅(qū)動技術(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

　　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)電動機(jī)可自動地、有效地被加速和減速。

　　f、閉環(huán)控制相對開環(huán)控制在快速性方面提高的定量評價，可借助比較IV步內(nèi)通過某個路徑間隔的時間得出：

　　g、應(yīng)用閉環(huán)驅(qū)動，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)動的步進(jìn)電動機(jī)。步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動具有步進(jìn)電動機(jī)開環(huán)驅(qū)動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)電動機(jī)將獲得廣泛應(yīng)用。