主頁 > 技術(shù)文章 > 對工業(yè)自動化設(shè)備中步進電機5種驅(qū)動方法利弊分析 2024-10-22

對工業(yè)自動化設(shè)備中步進電機5種驅(qū)動方法利弊分析

概述：為了盡快的適應(yīng)各個領(lǐng)域的發(fā)展，能在最少的課時內(nèi)高質(zhì)量的完成內(nèi)容多、理論結(jié)合實際結(jié)合性強、技術(shù)涉及面廣的工業(yè)自動化教學(xué)課程。符合各院校的教學(xué)實驗需求。培養(yǎng)出大量的能熟練掌握及開發(fā)運用PLC、變頻器、觸摸屏、電機、機械設(shè)計裝配調(diào)試等技術(shù)的技術(shù)工人、技術(shù)員、工程師、輸送到各條戰(zhàn)線。
驅(qū)動器技術(shù)的發(fā)展，從原來國外一枝獨秀到國內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)涌現(xiàn)，可以看出國內(nèi)技術(shù)的進步，同時也可以看出，每一次技術(shù)的革新都會帶來幾個以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場的市場革命。
1. 恒電壓驅(qū)動：
單電壓驅(qū)動是指在電機繞組工作過程中，只用一個方向電壓對繞組供電，多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動方式，現(xiàn)在基本不用了。
優(yōu)點：電路簡單，元件少、控制也簡單，實現(xiàn)起來比較簡單
缺點：必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關(guān)處理，步進電機運轉(zhuǎn)速度比較低，電機震動比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。
2. 高低壓驅(qū)動：
由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺點，技術(shù)的進一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動來改善恒電壓驅(qū)動的部分缺點，高低壓驅(qū)動的原理是，在工業(yè)自動化電機運動到整步的時候使用高壓控制，在運動到半步的時候使用低壓控制，停止時也是使用低壓來控制。
優(yōu)點：高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音，第一次提出細分控制步進電機的概念，同時也提出了停止時電流減半的工作模式。
缺點：電路相對恒電壓驅(qū)動復(fù)雜，對三極管高頻特性要求提高，電機低速仍然震動比較大，發(fā)熱仍然比較大，現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動模式。
3. 自激式恒電流斬波驅(qū)動
自激式恒電流斬波驅(qū)動的工作原理是通過硬件設(shè)計當(dāng)電流達到某個設(shè)定值的時候通過硬件將其電流關(guān)閉，然后轉(zhuǎn)為另一個繞組通電，另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候，又能通過硬件將其關(guān)閉，如此反復(fù)，推進步進電機運轉(zhuǎn)。
優(yōu)點：噪音大大減小，轉(zhuǎn)速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。
缺點：對電路設(shè)計要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅(qū)動元件，對元件性能要求比較高。
4. 電流比較斬波驅(qū)動(目前市場上主要采用的技術(shù))：
電流比較斬波驅(qū)動是把步進電機繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓，與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)設(shè)值進行比較，比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān)，從而達到控制繞組相電流的目的。
優(yōu)點：使運動控制模擬正弦波的特點，大大提高性能，運動速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細分，是當(dāng)前流行的控制方法。
缺點：電路比較復(fù)雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產(chǎn)生抖動，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導(dǎo)致高頻干擾，進而導(dǎo)致驅(qū)動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅(qū)動器使用1年多的時候容易出現(xiàn)紅燈保護的主要原因。
5. 潛進式驅(qū)動：
這是一種全新的運動控制技術(shù)，該技術(shù)是在當(dāng)前電流比較斬波驅(qū)動技術(shù)的前提下，克服其中的缺點而創(chuàng)新的一種全新的驅(qū)動方法。其核心技術(shù)是在電流比較斬波驅(qū)動的前提下增加了驅(qū)動元件發(fā)熱和高頻抑制保護技術(shù)。
優(yōu)點：兼有電流比較斬波驅(qū)動的優(yōu)點外，發(fā)熱特別小，使用壽命較長。
缺點：全新技術(shù)，價格比較高，目前每種步進電機和驅(qū)動器匹配要求相對比較嚴(yán)格。
介于上述,我們在各校工業(yè)自動化控制工程專業(yè)課的學(xué)生,注重除了自身對工業(yè)等課專業(yè)知識和技能的掌握,對時代科技進步的電機,計算機,通訊,電力等知識的了解甚至與之相關(guān)的知識的掌握更是必要的。時代在進步,對于知識學(xué)生更應(yīng)力求,進取和注重知識的更新,注意與時俱進,只有如此,學(xué)校才能輸入適應(yīng)社會和企業(yè)需要的應(yīng)用型人才,而對學(xué)生自身發(fā)展更是有益。

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