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文章標題：步進電機誤差分析

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作者：amwgogll 發表時間：2012-8-23 17:07:03

這次主要分析的是電機充電后的誤差。
通電狀態對誤差的影響：
    單相通電狀態比雙相（多相）通電狀態的精度要高一些。這主要是由于多相通電時空載步距角將與兩相繞組中的電流比有關，改變每一相電流的大小都將影響到步距角精度。在無穩流電路的情況下，這個變化有可能是相當大的。然而，對于單相通電，在負載為零的情況下，轉子的定位位置與電流的大小無關。
細分引起的誤差：
    步進電機的步距角一般在1度左右，有時需要比這個值小得多的步距角，可采用細分技術。采用細分技術只能提高步進電機的分辨率，并沒有提高其精度。對于一般的驅動電路，細分后還會帶來一些誤差。這些誤差主要與驅動電源有關。
電壓失調誤差：
    對于細分控制的驅動電路，當把一相繞組中的電流關斷時，繞組中的電流理論上應為零值。然而，對于具有電流反饋環的驅動電路，由于放大電路的失調，繞組中實際通過的電流波形是有一定區別的。當控制輸入為零時，實際輸出可能并非為零，在這個電流的作用下，步進電機的轉子將會產生一個失調角。達種失調角在用普通驅動電路驅動時也是存在的，只是較小而已。因此，對于精密驅動，應該設置失調電壓調整裝置，以使失調電流盡可能小。
電流增益誤差：
在驅動負載時，靜態失調角是負載力矩與****轉矩的函數，也就是負載力矩與相電流的函數。因此，當各相電流增益不同時，所產生的靜態失調角也將隨著角度的變化而變化。因此，保持恒定的電流增益是提高驅動精度的一種手段。值得注意的是，由于電機電樞繞組參數可能相互之間有一定的差別，因此這里所提的增益恒定是一個綜合性指標。
電流增益誤差對微動步距角誤差的影響比較大。小的電流增益誤差可以改善微動步距角誤差。
    失調角誤差、電流增益誤差等還會對電機的運行特性有一定的影響，帶來一定程度的共振。在實際使用時，也可以利用這一性質來調節失調電壓及電流。保證電機在整個運行區間都能最平穩的工作，也反映了上述誤差已減至最小。
微動角誤差：
    通過細分可以提高步距分辨率。理論上若把一步細分成n等分，則步距角可以減小到原來的以分之一。實際上，根據電機制造工藝、細分電路的不同，實際微步步距并非等分，可能有很大的差別。在具有反饋環的控制系統中，要充分考慮這種不均勻性，以免引起系統的振蕩。
    細分電路主要用在步進電機的低速運行場合，以提高其運行特性，或者用在具有角度反饋環的閉環控制系統中，以提高精度。采用細分電路后，無疑使步進電機的低速運行特性或在共振頗率附近的運行特性得到提高，而在開環系統中使用這一技術的****理由就是提高步進電機的穩定性，而并非是為了提高其精度。另外，這種電路也無疑限制了電機的高速運行。
細分能夠提供高于步距角大得多的分辨率，然而在開環控制中，很難得到寫之相應的精度。這時之所以要使用細分，完全是為了提高其低頻運行特性（由于速度上的原因，在高頻時很少采用）。為了得到具有分辨率水平的精度，必須采用匹配精度的位置傳感器，組成一閉環系統，這無疑增加了電路的復雜性，也降低了可靠性.
以上轉載深圳興豐元機電技術資料中心http://www.xfoyo.com，此公司專業生產和銷售步進電機、步進電機驅動器、伺服電機、伺服驅動器，代理日本多摩川伺服、德科斯(TKS)行星減速機以及運動控制產品。

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