文档介绍：闭环步进伺服系统
闭环步进伺服系统
-步进电机的高速、高精度、高可靠性应用解决方案
深圳市泰科智能伺服技术有限公司张秋华
关键词:::步进: ,闭环步进,伺服系统
大部分基于步进电机的运动控制系统运行在开环状态下,因此能够提供低成本的解决方
案。但是当步进电机以开环方式驱动负载时,在指令步与实际步之间存在丢步的可能性。为
了避免这种可能的发生,闭环步进伺服系统应用而生。
简介:::
闭环步进伺服系统作为传统开环步进系统的创新,为有更高安全性、可靠性或产品质量
要求的应用提供了高性价比的选择。在步进电机后面安装一个位置反馈装置或以某种间接参
数检测位置的方式形成象伺服系统一样的闭环,以较验或控制失步,检测电机堵转,并保证
了电机以更高的速度、精度与更大的有效力矩输出。闭环步进伺服系统主要有以下优点:
. 大大提升步进电机的有效转矩与速度,,,进一步拓宽步进电机的应用范围,进一步拓宽步进电机的应用范围
在相同的电压与电流控制条件下,相对于传统的开环步进系统,闭环步进伺服系统的速度范
围可在 -3000RPM 平滑运行,有效转矩提升到保持转矩的 60%以上,温度与噪音同时降低
克服机械干扰
转矩 T 的转矩余量区
总的速度转矩曲线
闭环步进系统
有效转矩-闭环步进系统
开环步进系统有效转矩-开环步进系统
50%转矩
余量曲线
0 速度 V
. 实现设备的高速化与小型化
. 高加减速响应、、、高速、高速精密定位
在步进电机 90 度短行程正反转的情况下,T型加减速度可达 10000rad/s/s,速度可达 800rpm,
定位时间<80ms,1 分钟往返频率可达 700 次以上,仍可保证目标位置精确定位
PK 伺服电机
正转
速
0
度
反转
时间
2010 年年年 6 月月月© Techsoft 深深深圳市泰科智能伺服技术有限公司深1 圳市泰科智能伺服技术有限公司
闭环步进伺服系统
b. 系统小型化
由于步进电机在低速的时候有较大的转矩,与常规的伺服电机相比,在低速旋转区可使用较
大的连续转矩,因此可实现系统尺寸的小型化
转矩-速度示意图
1. 6
1. 2 80 m m
伺服电机(AC 输入)- 300W
-
N m
0. 8 Pk 闭环步进
mm
转矩( ) 57
伺服电机(AC 输入)- 100W
0. 4
57 mm
0
0 1000 2 00 0 3 000 4000 5000
速度(min - 1 )
3. 零速完全停止运转
由于步进电机停止时具有保持转矩特性,不像伺服系统停止时还有微振动,因此可实现电机
完全停止运转,以提高运动系统的重复定位精度
正转伺服系统 PK系统
电机
速度 0 0
反转
+1脉冲
目标位置
-1 脉冲
反转切换时的图形时间
4. 高分辨率
5