驅(qū)動電路的改善
一、額定電壓(電流)驅(qū)動:從額定電壓降低電壓來驅(qū)動 步進電機,發(fā)現(xiàn)位置定位精度變差。
例如:在空載時,用編碼器作為負(fù)載,在額定電壓(電流)時的精度與低于額定電壓(電流)比較,精度變化較大。如上圖所示,齒槽轉(zhuǎn)矩使特性畸變的程度依據(jù)所加電壓而不同,電壓越低,齒槽轉(zhuǎn)矩影響越明顯。作者經(jīng)驗認(rèn)為角度精度太差是很麻煩的,會引起測量電壓(電流)不準(zhǔn)。大家會注意到,轉(zhuǎn)矩與電壓有一定關(guān)系,而此關(guān)系如不同,會使空載時的角度精度變得很差或成為盲點。
二、2相激磁驅(qū)動:1相激磁驅(qū)動定子齒與轉(zhuǎn)子齒作位置定位。相對2相激磁,由定子的2個相繞組激磁,轉(zhuǎn)子齒磁場與定子磁場平衡,作位置定位。因1相激磁驅(qū)動時,其誤差精度為各定子相的本身機械精度,而2相激磁誤差,由多極位置決定,誤差有所緩解,精度變好。特別是縱列型的兩相pm型步進電機,1相激磁與2相激磁比較,1相激磁精度會差一些。
三、多步進位置定位:兩相步進電機時以2或4步進位置定位驅(qū)動;三相步進電機3或6步進位置定位驅(qū)動?!恫竭M電機步距角度精度的測量》一文中提到的是兩相hb型步進電機的例子,如每4步進位置定位,精度大幅提高。
例如,每1.8°位置定位時,1.8°并非使用全步進,而是使用0.9°的步進電機,以2步進驅(qū)動1.8°位置定位,全步進選擇0.6°的步進電機,3步進驅(qū)動有0.6°×3=1.8°的驅(qū)動方式。此種方式可以大大提高精度。
電機的改善
微調(diào)定子結(jié)構(gòu)的改善:已知定子的微調(diào)結(jié)構(gòu)能改善位置定位精度。以兩相電機為例,微調(diào)結(jié)構(gòu),可以降低齒槽轉(zhuǎn)矩,距角特性變?yōu)檎也āH鄅b型1.2°的步進電機,六主極無微調(diào),與12主極有微調(diào)的全步進驅(qū)動時的位置精度比較如下圖所示:
1/8細(xì)分驅(qū)動時的位置定位精度比較如下圖所示:
三相12主極微調(diào)結(jié)構(gòu)步進電機全步進時,位置定位精度可以改善±2%以內(nèi)。在細(xì)分時,微調(diào)結(jié)構(gòu)精度提高近50%。細(xì)分步距角精度比全步距角運行的精度大。步距采用8分割時,步距角為1.2°/8=0.15°,以此作為控制計算基準(zhǔn),其精度值當(dāng)然比全步距角時要高。
三相hb型高分辨率電機的改善:三相hb型步進電機有2相1.8°的1/3,即0.6°的髙分辨率電機,由于驅(qū)動芯片可以在市場上買到,所以可以很容易地實現(xiàn)高精度位置定位。
rm型細(xì)分時的改善:以hb型步進電機細(xì)分的角度,用于位置定位時,其精度會有問題。rm型10細(xì)分位置定位時,計算出的位置是線性變化的,微步進細(xì)分時的角度精度比較。