Управление шаговым двигателем с замкнутым контуром и компенсацией потерь шага является распространенным алгоритмом повышения производительности шаговых систем.

В одном из распространённых способов компенсации потерь шага датчик угла или энкодер отслеживает положение двигателя-ротора и любые пропущенные шаги. Затем контроллер регистрирует команды и фактическое положение двигателя с энкодера, преобразуя данные о положении в эквивалентное количество шагов. При обнаружении пропущенных шагов контроллер запускает коррекцию положения с помощью дополнительных шагов.

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

Управление в контексте: предотвращение пропуска шагов двигателями

В другой схеме компенсации потерь без датчиков,контроллер обнаруживает остановку двигателя, используя измерения обратной ЭДС для обратной связи.

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

Шаговые двигатели имеют преимущество работы в разомкнутом контуре, но замкнутые системы, такие как системы управления потерями шага или позиционированием нагрузки, требуют системной обратной связи. Тем не менее, такие системы 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 обратной связью как синусоидальную коммутацию с использованием обратной связи от 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 управления синусоидальным током) не являются полноценными вариантами с обратной связью. Логика здесь заключается в том, что такие системы могут только отслеживать положение шага и не могут корректировать потерянный шаг во время работы.

В отличие от этого, настоящие шаговые двигатели с замкнутым контуром могут компенсировать потери шага. В этом случае обмотки двигателя имеют синусоидальные фазные токи, а привод обеспечивает взаимодополняемость магнитных полей статора и ротора, благодаря чему напряжённость полей обеспечивает целевой крутящий момент. Благодаря точному регулированию тока в обмотках двигатель обеспечивает стабильную выходную мощность с минимальным уровнем шума и тепловыделения.

Другой способ дифференцировать компенсацию потерь шага

В отличие от управления положением груза,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 потерь шага проще, чем управление положением нагрузки. Тем не менее, при рассмотрении вопроса об использовании замкнутого контура управления шаговым двигателем с компенсацией потерь шага, учитывайте потребности конкретной системы. Потерянные шаги могут нарушить работу всей системы с шаговым двигателем. Однако степень чувствительности конкретной системы к таким сбоям определяет целесообразность включения компенсации потерь шага.

Ещё одно предостережение: компенсация потерь шагов может исправить ошибки и служить своего рода страховкой. Однако она не должна служить первой линией обороны для обеспечения надёжности системы управления шаговыми двигателями. В первую очередь примите меры, чтобы свести к минимуму пропуск шагов:

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 в конструкции движения пропускаются шаги, речь идёт о нескольких, а не о одном шаге за раз. Тщательная проверка и тестирование в сочетании с компенсацией потерь шагов могут привести к созданию более стабильных и надёжных систем.