步進(jìn)電機(jī)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用

http://www.zjgsdgs.cn 2015年09月19日

本文論述了步進(jìn)電機(jī)的工作原理及使用特點(diǎn)，介紹了步進(jìn)電機(jī)在包裝機(jī)械中的幾個應(yīng)用實(shí)例，指出步進(jìn)電機(jī)在包裝機(jī)械中具有的廣闊應(yīng)用前景。

　　我國的包裝機(jī)械經(jīng)過近20年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但與國外相比，還存在著比較大的差距，差距空間在什么地方呢？我們認(rèn)為主要在于控制方面。鑒于此，溫州大學(xué)的楊福餐和河南科技大學(xué)的吳龍奇兩位專家，就他們所從事的研究內(nèi)容寫成系列文章，希望能對有關(guān)業(yè)內(nèi)人士有所啟發(fā)。

　　一、步進(jìn)電機(jī)工作原理

　　步進(jìn)電機(jī)是將給定的電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。

　　給定一個電脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度，這個角度就稱作該步進(jìn)電機(jī)的步距角。目前常用步進(jìn)電機(jī)的步距角大多為1.8度（俗稱一步）或0.9度（俗稱半步）。以步距角為0.9度的進(jìn)步電機(jī)來說，當(dāng)我們給步進(jìn)電機(jī)一個電脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)過0.9度；給兩個脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)過1.8度。以此類推，連續(xù)給定脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于電脈沖信號與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角存在的這種線性關(guān)系，使得步進(jìn)電機(jī)在速度控制、位置控制等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

　　步進(jìn)電機(jī)的使用至少需要三個方面的配合，一是電脈沖信號發(fā)生器，它按照給定的設(shè)置重復(fù)為步進(jìn)電機(jī)輸送電脈沖信號，目前這種信號大多數(shù)由可編程控制器或單片機(jī)來完成；二是驅(qū)動器（信號放大器），它除了對電脈沖信號進(jìn)行放大、驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動以外，還可以通過它改善步進(jìn)電機(jī)的使用性能，事實(shí)上它在步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中起著重要的作用，一般一種步進(jìn)電機(jī)可以根據(jù)不同的工況具有多種驅(qū)動器；三是步進(jìn)電機(jī)，它有多種控制原理和型號，現(xiàn)在常用的有反應(yīng)式、感應(yīng)子式、混合式等。

　　步進(jìn)電機(jī)的速度控制是通過輸入的脈沖頻率快慢實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)生脈沖的頻率減小時，步進(jìn)電機(jī)的速度就下降；當(dāng)頻率增加時，速度就加快。還可以通過頻率的改變而提高步進(jìn)電機(jī)的速度或位置精度。

　　步進(jìn)電機(jī)的位置控制是靠給定的脈沖數(shù)量控制的。給定一個脈沖，轉(zhuǎn)過一個步距角，當(dāng)停止的位置確定以后，也就決定了步進(jìn)電機(jī)需要給定的脈沖數(shù)。在包裝機(jī)控制中，給定脈沖數(shù)的多少，還與機(jī)構(gòu)的參數(shù)有關(guān)，例如螺桿的直徑等。

　　在包裝機(jī)械中，很多情況下需要控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度和運(yùn)行位置，以前都是通過機(jī)械或其它方式來完成的，機(jī)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)不易。改用步進(jìn)電機(jī)后，不僅能使包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡單、調(diào)節(jié)方便、可靠性增加，而且粗度會得到很大提高。

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