Замкнутый контур управления шаговым двигателем с компенсацией потерь шага является распространенным алгоритмом повышения производительности шаговых систем.

В одной из распространенных форм компенсации потери шага датчик угла или энкодер отслеживает положение двигателя-ротора и любые пропущенные шаги. Затем контроллер записывает свои команды и фактическое положение двигателя с энкодера … преобразуя данные о положении в эквивалентное количество шагов. Когда контроллер обнаруживает пропущенные шаги, он запускает коррекцию положения с помощью шагов подпитки.

Такая форма компенсации потерь шага полезна, когда шаговый двигатель должен развивать полную скорость или работать при нагрузке, близкой к максимальной (или когда существует риск заклинивания выходного вала).

Управление в контексте: предотвращение пропуска шагов двигателями

В другой установке бездатчиковой компенсации потери шага,контроллер обнаруживает остановки с помощью измерения обратной ЭДС для получения обратной связи.

Здесь контроллер использует контур положения, чтобы избежать потери шагов из-за внешних возмущений с помощью контура тока, который изменяет входной сигнал двигателя... и поддерживает работу двигателя даже при переменной нагрузке.

Шаговые двигатели имеют преимущество работы в конфигурации открытого контура, но системы с замкнутым контуром, такие как управление потерей шага или положением нагрузки, требуют обратной связи системы. Тем не менее, эти установки менее сложны и требуют меньше обратной связи, чем системы на основе серводвигателей.

Различные определения для шагового управления с замкнутым контуром

Обратите внимание, что некоторые производители определяют управление шаговыми двигателями с замкнутым контуром как синусоидальную коммутацию с использованием обратной связи энкодера — для отслеживания положения ротора и обеспечения истинного управления с ориентацией по полю. Они утверждают, что шаговые двигатели с энкодером без управления с ориентацией по полю (или синусоидально коммутируемого управления током) не являются истинными вариантами с замкнутым контуром. Логика здесь в том, что такие системы могут только отслеживать положение шага и не могут корректировать потерянный шаг во время работы.

Напротив, настоящие шаговые установки с замкнутым контуром могут корректировать потери шага. Здесь обмотки двигателя переносят синусоидальные фазовые токи, а привод обеспечивает взаимодополняемость магнитных полей статора и ротора — поэтому напряженность поля обеспечивает целевой уровень крутящего момента. Такой хорошо измеренный ток в обмотках позволяет двигателю выдавать постоянную силу с минимальным шумом и тепловыми потерями.

Другой способ дифференциации компенсации потерь при шаге

В отличие от контроля положения нагрузки,контроль потерь шага не компенсирует ошибки непрерывно на протяжении всего профиля движения.

Вместо этого система предпринимает какие-либо корректирующие действия только в том случае, если обнаруживает пропущенные шаги.

Компенсация потери шага проще, чем управление положением нагрузки. Тем не менее, при рассмотрении вопроса об использовании управления шаговым двигателем с замкнутым контуром и компенсацией потери шага, подумайте о том, что нужно конкретной системе. Потерянные шаги могут нарушить всю работу системы с шаговым двигателем. Однако степень чувствительности конкретной установки к таким сбоям будет определять, стоит ли включать компенсацию потери шага.

Еще одно предостережение: компенсация потери шага может исправить ошибки и действовать как страховка. Однако она не должна служить первой линией обороны, чтобы сделать систему управления шаговым двигателем надежной. Примите меры, чтобы гарантировать, что как можно меньше шагов будет пропущено в первую очередь:

1)Выберите двигатель подходящего размера.Здесь следует использовать коэффициенты безопасности и убедиться, что внешние причины не приведут к остановке двигателя.

2)Всегда проверяйте системы, чтобы убедиться, что они не пропускают шаги.Обычно, когда конструкция движения пропускает шаги, она теряет несколько шагов, а не только один за раз. Тщательная проверка и тестирование вместе с компенсацией потери шагов могут привести к более стабильным и надежным системам.