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一文知道步進電機位置定位精度的解決方法
2022-06-20

　　驅(qū)動電路的改善 　　一、額定電壓（電流）驅(qū)動：參見前文《步進電機的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性及測量方法》一文的下圖，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)驗認為角度精度太差是很麻煩的，會引起測量電壓（電流）不準。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。《步進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。其原因見《電機選擇：步進電機位置定位精度的選用》一文。 　　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?。三相HB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)。在細分時，微調(diào)結(jié)構(gòu)精度提高近50%。細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，其精度值當然比全步距角時要高。 　　三相HB型高分辨率電機的改善：參見《電機選擇：步進電機位置定位精度的選用》的詳細說明。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型細分時的改善：以HB型步進電機細分的角度，用于位置定位時，其精度會有問題。RM型10細分位置定位時，計算出的位置是線性變化的。

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