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三相溷合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器電流細(xì)分驅(qū)動(dòng)

時(shí)間:2021-04-26 作者:山東左元 點(diǎn)擊:1184次

 三相溷合式步進(jìn)電機(jī)一般把三相繞組連接成星形或者三角形,按照電路基本定理,三相電流之和為零。所以通常只需產(chǎn)生兩相繞組的給定信號(hào),第三相繞組的給定信號(hào)可由其它兩相求得。同樣,只需要對(duì)相應(yīng)兩相繞組的實(shí)際電流進(jìn)行采樣,第三相繞組的實(shí)際電流可根據(jù)式求得。即IU+IV+IW=0。

三相溷合式多細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,系統(tǒng)采用電流跟蹤和脈寬調(diào)制技術(shù),使電機(jī)的相電流為相位相差120°的正弦波,功率驅(qū)動(dòng)電路采用六只MOS管。

因?yàn)槿噤愫鲜讲竭M(jìn)電機(jī)比二相步進(jìn)電機(jī)有更好的低速平穩(wěn)性及輸出力矩,所以三相溷合式步進(jìn)電機(jī)比二相步進(jìn)電機(jī)有更好應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的三相溷合式步進(jìn)電機(jī)控制方法都是以硬件比較器完成。

由日本山社電機(jī)供應(yīng)的溷合式三相步進(jìn)電機(jī)采用永磁硅鋼片及日本NSK原裝軸承制造,低碳環(huán)護(hù),力矩,與其他品牌步進(jìn)電機(jī)相比具有定位精度高,輸出力矩高,響應(yīng)頻率高,運(yùn)行噪音低,動(dòng)態(tài)特性好等特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。

三相溷合式步進(jìn)電機(jī)的工作原理十分類似于交流永磁同步伺服電機(jī)。其轉(zhuǎn)子上所用永磁磁鐵同樣是具有高磁密特性的稀土永磁材料,所以在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)。

在結(jié)構(gòu)上,它相當(dāng)于一種多極對(duì)數(shù)的交流永磁同步電機(jī)。由于輸入是三相正弦電流,因此產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)呈圓形分布,而且可以用永磁式同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)分析三相溷合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性。為便于分析,可做如下假設(shè):

a.電機(jī)定子三相繞組完全對(duì)稱;

b.磁飽和、渦流及鐵心損耗忽略不計(jì);

c.激磁電流無動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。

步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能與它的驅(qū)動(dòng)器有密切的聯(lián)系,可以通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)來克服步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)。相對(duì)于其他的驅(qū)動(dòng)方式,細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式不僅可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角,提高分辨率,而且可以減少或消除低頻振動(dòng),使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻??傮w來說,細(xì)分驅(qū)動(dòng)的控制效果最好。

因常用低端步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)沒有編碼器反饋,所以隨著電機(jī)速度的升高其內(nèi)部控制電流相應(yīng)減小,從而造成丟步現(xiàn)象。所以在速度和精度要求不高的領(lǐng)域,其應(yīng)用非常廣泛。

驅(qū)動(dòng)器的主回路采用交-直-交電壓型逆變器形式,由整流濾波電路、三相逆變器以及步進(jìn)電機(jī)等組成。整流濾波電路構(gòu)成直流電壓源,完成220V、 50Hz交流電源到直流電源的變換。逆變器實(shí)現(xiàn)從直流電到變頻變壓交流電的轉(zhuǎn)換,為三相溷合式步進(jìn)電機(jī)的定子繞組提供要求的交流電流。驅(qū)動(dòng)器采用兩只電阻檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)相電流的瞬時(shí)值。

功率驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法說明其適應(yīng)性很強(qiáng),基本上可以適應(yīng)所有的三相溷合式步進(jìn)電機(jī)。特別對(duì)三相繞組星形接法,低頻時(shí)運(yùn)行平穩(wěn),無振蕩,有效地抑制了振蕩、噪聲。另外,驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)計(jì)多種保護(hù)電路,使整個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的可靠性大大提高。
                                         


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