Prinzip für die Positionierung des Schrittmotors
Ein Schrittmotor ist ein Stellglied, das elektrische Impulse in Winkelversatz umwandelt. Wenn der Schritttreiber ein Impulssignal empfängt, treibt er den Schrittmotor an, sich um einen festen Winkel (als "Schrittwinkel" bezeichnet) in einer festgelegten Richtung zu drehen, und seine Drehung verläuft unter einem festen Winkel. Die Winkelverschiebung kann durch die Anzahl der Steuerimpulse gesteuert werden, um eine genaue Positionierung zu erreichen. Gleichzeitig können die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Motors durch Steuern der Pulsfrequenz gesteuert werden, um den Zweck der Geschwindigkeitsregelung zu erreichen. Als Spezialmotor für die Steuerung wird der Schrittmotor häufig in verschiedenen Steuerungen verwendet, da er keine Fehler aufweist (100% Genauigkeit).
Positionierungsprinzip und -schema
Prinzip der Beschleunigung und Verzögerung der Schrittmotoren
Wenn der Schrittmotor den Stellantrieb von einer Position zur anderen antreibt, wird er beschleunigt, konstant gehalten und verlangsamt. Wenn die Lauffrequenz des Schrittmotors niedriger als seine eigene Startfrequenz ist, kann er direkt mit der Lauffrequenz gestartet werden und mit dieser Frequenz laufen. Wenn es anhalten muss, kann es direkt von der Betriebsfrequenz auf die Drehzahl Null reduziert werden.
Wenn die Frequenz des Schrittmotors fb> fa (Startfrequenz beim Starten der Last) ist und der Start der Frequenz direkt mit der Frequenz fb erfolgt, ist der Schrittmotor außer Schritt oder sogar blockiert. Beim plötzlichen Stoppen bei der Frequenz fb überschreitet der Schrittmotor aufgrund der Trägheit, was die Positionierungsgenauigkeit beeinträchtigt. Wenn die Geschwindigkeit sehr niedrig ist, führt der Schrittmotor nicht zu Schritt und Überschwingen, sondern beeinträchtigt die Effizienz des Stellglieds.
Daher muss sichergestellt werden, dass die Beschleunigung und Verzögerung des Schrittmotors mit der schnellsten Geschwindigkeit (oder der kürzesten Zeit) an die festgelegte Position gelangen, ohne dass der Schritt und das Überschwingen verloren gehen.
Es gibt zwei Arten von Hubfrequenzsteuermethoden, die üblicherweise in Schrittmotoren verwendet werden: lineare Hubfrequenz und exponentielle Kurvenhubfrequenz. Die Exponentialkurvenmethode verfügt über eine starke Nachführfähigkeit, die Balance ist jedoch schlecht, wenn sich die Geschwindigkeit stark ändert. Die geradlinige Methode ist gut laufruhig und eignet sich für schnelle Positionierungsmethoden mit großen Geschwindigkeitsänderungen. Mit einer konstanten Beschleunigung und Absenkung ist das Gesetz kurz und es ist relativ einfach, es mit Software zu implementieren. Diese Methode wird in diesem Papier übernommen.
