步進電機
步進電機是無刷電機的一種形式且具有非常高的極數,100個極點或50個極點對。步進電機被認為是一個低成本的簡單運動控制系統,電機軸每旋轉一周,一個100極的電機可以旋轉轉子在200個特定的位置。步進電機結合了一個簡單的步進和方向輸入驅動,是非常簡單的運動控制構件,廣泛應用于低端運動控制系統。傳統的步進電機系統是在“開環”模式下運行的,根據提供給電機驅動器的步進數,假定電機軸發生旋轉。這導致用于控制電機的指定輸出扭矩(主要是電機尺寸)無法停止或不能旋轉輸入的步進數。
通過在步進電機尾軸加裝編碼器,電機軸的旋轉數值可以得到反饋。在步進電機上使用編碼器在運動控制中被稱為“移動和驗證”。在這種情況下,步進電機不再需要通過增大尺寸來保證電機旋轉在理想的步進位置上。反饋編碼器的位置信息可以告訴系統電機是否在理想的步進位置上。因此也有了電流消耗和電機尺寸更為理想的有效運動控制系統。
保持扭矩和速度的設計
近年來,步進電機被廣泛用于無刷直流電機、高極數電機(100極)。由于步進電機的成本相對于伺服電機較低,步進電機運行在這種模式下(步進伺服)提供了一個低成本的伺服電機系統,但性能低于傳統的無刷直流伺服系統。步進電機的設計是為了首先滿足扭矩的需求,速度和轉速的控制相對次要。
為了實現較高的持續扭矩,步進電機有許多繞組并用于產生強大的磁場。但是隨著繞組數量的增加,反電動勢也隨之增加,從而降低了電機軸每單位電壓的速度。步進伺服電機通常需要編碼器進行反饋,以使得驅動電流在正確時間進行調整,從而使得電機軸的轉動處于可控制的狀態下。采用步進電機作為伺服電機的優點是在閉環控制中,電機的電流與電機的負載成正比??蛰d是非常低的電流,同樣高負載是高電機電流。這與步進電機在開環模式下運行形成對比,在開環模式下,無論電機負載如何,電機總是以最大電流運行。
博思特的無電池多圈Kit編碼器是一個 非常經濟且緊湊的選擇,用于升級步進電機到先進的步進伺服系統。這使用了韋根的能量回收技術并用于大量的多圈技術,可用于線性驅動器的應用。