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應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究

作者: 時間:2013-12-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
-serif; font-size: 14px; text-align: justify; ">如圖7陰影部分所示,電機高頻運行時,為使電機繞組在短時間內(nèi)仍能獲得足夠驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)的能量,在原先設(shè)定的電流波形的基礎(chǔ)上額外增加供給電流,補償減少的部分,提高相應(yīng)的牽出轉(zhuǎn)矩。低頻時,為防止電流過剩,導(dǎo)致低頻振蕩,實時減少電流供給,如圖8陰影部分所示。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/227499.htm

應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究


保證電流的有效補給,f與u的變化呈現(xiàn)一個非線性關(guān)系模型,并與Logistic生物增長模型近似逼近。邏輯斯諦是一類非線性回歸模型,提出這個模型的初衷是為了解釋新物種在生態(tài)系統(tǒng)的增長變化趨勢。當一個物種遷徙到一個陌生的生態(tài)系統(tǒng),而且該物種的起始總數(shù)量小于新的生態(tài)系統(tǒng)的最大容納量,則數(shù)量會增長,增長趨勢滿足邏輯斯諦方程。Logistic模型表達式為:

應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究

式中x是自變量,y是x的函數(shù),a、β、k是待定的常數(shù)。

物種到達一個新環(huán)境后的增長趨勢如圖9所示。從最初的起始值增長至平衡值,即式(7)中的常數(shù)a;β決定初始值的大小,β大于0時起始值落于最大值的下方,等于0時y為一條直線,小于0時起始值大于最大值a;而k是增長快慢的常數(shù),k越大增長速度越快,且k只能為正數(shù)。

應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究

電機的繞組電壓與頻率的最佳曲線關(guān)系如圖10所示。

由此得出電壓和頻率的驅(qū)動方程。

應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究

式中f為頻率,u為電壓,a、b和c為驅(qū)動系數(shù),e為自然對數(shù)的底數(shù)。在f的增大過程中,u的變化趨勢是先緩慢,再急劇,最后慢慢趨近于a,即設(shè)定的最大驅(qū)動電壓值。4 實驗與結(jié)論

電機選用無錫三拓二相混合式步進電機57HS5125A4,額定電流2.5A,最高起動頻率約為200Hz,步距角1.8°。若PWM最終信號頻率設(shè)置為500Hz,則f=0.8×500 Hz=400Hz。在加速至400 Hz時采用臺階緩慢升速;減速過程由20%余量的臺階實現(xiàn)。選取合適的b值可以確定加速時間,b取0.05,加速時間約為0.3 s,減速時間為0.05 s,加速不失步,上升快而穩(wěn),是一種比較合適的升速曲線;減速沒有過沖現(xiàn)象。二者形成最佳升降速控制曲線。

該設(shè)計方案已做成實物并在使用之中,測得某一相繞組電壓和頻率之間的波形變化關(guān)系,如圖11所示。頻率和電壓采用邏輯斯諦模型電壓控制方式,繞組脈沖信號的頻率越高,供電電壓也越來越高,電流實時補償,波形毛刺較小,驗證了本方案的正確性。

應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的二相混合步進電機驅(qū)動研究

經(jīng)過測試及長時間使用證明,該驅(qū)動器具有低頻穩(wěn)定、高速有轉(zhuǎn)矩、適用范圍廣、工作可靠和矩頻特性較好等優(yōu)點,現(xiàn)已投入實際使用。


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