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研究下2相閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制
2相閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)AiS系列的閉環(huán)控制
步進(jìn)電機(jī)基本上以開(kāi)環(huán)電路驅(qū)動(dòng)，用于位置控制。換句話說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)以外的電機(jī)尤其是高精度的步進(jìn)電機(jī)之外并沒(méi)有做開(kāi)環(huán)控制定位的，而用開(kāi)環(huán)電路驅(qū)動(dòng)的電機(jī)只有步進(jìn)電機(jī)。例如無(wú)刷電機(jī)，首先為切換相，需要測(cè)出轉(zhuǎn)子位置，需要含位置傳感器的位置閉環(huán)電路。而且如果按一定速度驅(qū)動(dòng)，需測(cè)出轉(zhuǎn)子的速度，此為速度閉環(huán)電路：如果想定位控制，需要含有轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的編碼器等傳感器的閉環(huán)電路。與開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)相比較，含傳感器的閉環(huán)電路成本高。因此，步進(jìn)電機(jī)被稱(chēng)為速度控制或位置控制的低成本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)電路驅(qū)動(dòng)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。因此，步進(jìn)電機(jī)被稱(chēng)為速度控制或位置控制的低成本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)電路驅(qū)動(dòng)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有失步、振動(dòng)（噪音）以及高速運(yùn)行困難等問(wèn)題，為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)安裝角度傳感器，形成閉環(huán)控制，用以檢測(cè)并避免失步。步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制方式大致分為兩種：
1.使磁極磁通與電流的相位關(guān)系保持一致，使其產(chǎn)生能帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，這種控制電機(jī)電流的方式與無(wú)刷直流電機(jī)控制方式相同，稱(chēng)為無(wú)刷驅(qū)動(dòng)方式或電流閉環(huán)控制方式。
2.電機(jī)電流保持一定，控制激磁磁通與電流相位角的方式，稱(chēng)為功率角閉環(huán)控制方式。功率角為轉(zhuǎn)子磁極與定子激磁相（或認(rèn)為是同步電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)線也可以）相互吸引所稱(chēng)的相位角。此功率角在低速時(shí)或輕載時(shí)較小，高速時(shí)或高負(fù)載時(shí)較大。
電流閉環(huán)控制方法與交流伺服控制方法相同，通過(guò)電流控制環(huán)（轉(zhuǎn)矩控制）適應(yīng)負(fù)載的變化。
相對(duì)步距角閉環(huán)控制方式，按照步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)位置在適當(dāng)?shù)奈恢媒o各相通激磁電流，有不會(huì)受到電流閉環(huán)控制制約的優(yōu)點(diǎn)。但與按照負(fù)載的變化增減電流的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)不同，它存在輕載時(shí)效率低的缺點(diǎn)。因此，低速時(shí)用電流閉環(huán)控制，高速時(shí)，用步距角閉環(huán)控制，尤其在步進(jìn)電機(jī)靜止時(shí)保持激磁電流恒定，可以產(chǎn)生保持力矩，并可以隨時(shí)按照動(dòng)作條件，切換控制方式。