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一種基于反射式光柵編碼器的閉環(huán)步進電機系統(tǒng),步進電機為微型步進電機,該系統(tǒng)包括反射式光柵碼盤和信號處理芯片,反射式光柵碼盤上刻有用于產(chǎn)生信號的碼道;信號處理芯片封裝在電路板上,信號處理芯片集成有發(fā)射光源,主信號接收和零位信號接收;反射式光柵碼盤安裝在微型步進電機轉(zhuǎn)軸后端托盤上,電路板與反射式光柵碼盤對應設(shè)置,且反射式光柵碼盤上的碼道正對著信號處理芯片的反射光線接收窗口.本實用新型利用反射式光柵衍射原理的特點,將反射式光柵碼盤與信號處理芯片通過適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)和電路設(shè)計集成到微型步進電機上構(gòu)成一個微型高精度的閉環(huán)步進電機系統(tǒng).空心軸閉環(huán)步進技術(shù)支持伺服電機控制精度可以根據(jù)編碼器設(shè)置，精度更高；

步進電機閉環(huán)控制器的一些功能有:在超過步進電機的比較高啟動轉(zhuǎn)速下,不需要升速曲線可以以任意速度啟動電機.在沒有或降速曲線不夠的情況下,出現(xiàn)過沖,電機會自動回位糾正過沖.在運行過程中因為阻力變化有失步,控制器動態(tài)的調(diào)整速度,追回失去的脈沖.運行中遇到阻力點哪怕被堵轉(zhuǎn),自動降低轉(zhuǎn)速以增大力矩通過阻力點,過后再加速追回失去的脈沖,直到準確的位置,再回復本來的速度.整過過程中的加速或減速都是經(jīng)過幾百級的速度平滑過渡,沒有任何突然的振動或變化.當電機過沖后,又突然的反轉(zhuǎn),控制器會忽略多余的脈沖,直到電機去到正確的位置。

步進電機的閉環(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)生能帶動負載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，這種控制電機電流的方式與無刷直流電機控制方式相同，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**率角為轉(zhuǎn)子磁極與定子激磁相（或認為是同步電機的定子旋轉(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。閉環(huán)步進高速力矩比開環(huán)步進大，常見應用在0-1500rpm場合。

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高速力矩比開環(huán)步進大，常見應用在0-1500rpm場合?，F(xiàn)貨閉環(huán)步進官網(wǎng)

在步進電機的運行機理和永磁交流伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制機理的基礎(chǔ)上,推導了其在dq坐標系下的數(shù)學模型,確定了閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理框圖;通過分析雙H橋逆變器拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種上下橋臂互補導通、對角橋臂同時導通的控制方式,并基于此借鑒了三相空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)方式,重新推導了基于雙H橋逆變器的空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法,同時設(shè)計了積分分離PI調(diào)節(jié)器,引入了以電流環(huán)/速度環(huán)為內(nèi)環(huán)和位置環(huán)為外環(huán)的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),后面形成兩相混合式步進電機高性能閉環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)。現(xiàn)貨閉環(huán)步進官網(wǎng)

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