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

對工業(yè)自動化設備中步進電機5種驅動方法利弊分析

概述：為了盡快的適應各個領域的發(fā)展，能在最少的課時內高質量的完成內容多、理論結合實際結合性強、技術涉及面廣的工業(yè)自動化教學課程。符合各院校的教學實驗需求。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、機械設計裝配調試等技術的技術工人、技術員、工程師、輸送到各條戰(zhàn)線。
驅動器技術的發(fā)展，從原來國外一枝獨秀到國內各種優(yōu)秀技術涌現(xiàn)，可以看出國內技術的進步，同時也可以看出，每一次技術的革新都會帶來幾個以高端技術去引導市場的市場革命。
1. 恒電壓驅動：
單電壓驅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處理，步進電機運轉速度比較低，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. 高低壓驅動：
由于恒電壓驅動存在以上諸多缺點，技術的進一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅動來改善恒電壓驅動的部分缺點，高低壓驅動的原理是，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：電路相對恒電壓驅動復雜，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動模式。
3. 自激式恒電流斬波驅動
自激式恒電流斬波驅動的工作原理是通過硬件設計當電流達到某個設定值的時候通過硬件將其電流關閉，然后轉為另一個繞組通電，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閉，如此反復，推進步進電機運轉。
優(yōu)點：噪音大大減小，轉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，燒壞驅動元件，對元件性能要求比較高。
4. 電流比較斬波驅動(目前市場上主要采用的技術)：
電流比較斬波驅動是把步進電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與D/A轉換器輸出的預設值進行比較，比較結果來控制功率管的開關，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，是當前流行的控制方法。
缺點：電路比較復雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產生抖動，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導致高頻干擾，進而導致驅動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅動器使用1年多的時候容易出現(xiàn)紅燈保護的主要原因。
5. 潛進式驅動：
這是一種全新的運動控制技術，該技術是在當前電流比較斬波驅動技術的前提下，克服其中的缺點而創(chuàng)新的一種全新的驅動方法。其核心技術是在電流比較斬波驅動的前提下增加了驅動元件發(fā)熱和高頻抑制保護技術。
優(yōu)點：兼有電流比較斬波驅動的優(yōu)點外，發(fā)熱特別小，使用壽命較長。
缺點：全新技術，價格比較高，目前每種步進電機和驅動器匹配要求相對比較嚴格。
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的知識的掌握更是必要的。時代在進步,對于知識學生更應力求,進取和注重知識的更新,注意與時俱進,只有如此,學校才能輸入適應社會和企業(yè)需要的應用型人才,而對學生自身發(fā)展更是有益。

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對工業(yè)自動化設備中步進電機5種驅動方法利弊分析

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