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                從控制驅動系統電磁干擾方面來分析步進電機的
                發布時間:2019-04-17    點擊次數:次   
                單片機控制步進電機易出現失步、低頻振動及易受外界電磁干擾而影響步進電機的正常工作,從步進電機本身的特性(characteristic])和控制驅動系統(system)等方面分析了問題出現的原因,從控制驅動系統電磁干擾方面來講步進電機運行時的不穩定主要受兩個方面的影響,一是步進電機本身的機械特性(Data Terminal Equipment)所致,另一方面是控制驅動系統本身受外界環境因素和程序結構(Structure)等方面產生的影響。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機,是現代數字程序控制系統中的主要執行元件,應用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。

                步進電機運行時存在的低頻振動即轉子(rotor)的振蕩現象,會引起齒輪碰撞,產生噪聲!這種噪聲是步進電機的固有特性造成的;同時步進電機還存在諧振點,當轉子轉速達到其機械(machinery)諧振點時就會產生諧振和噪聲;另外步進電機在高頻(Induction Heating)啟動和停止時也會因為強烈的沖擊產生振動和噪聲。
                電磁干擾將有可能使單片機控制系統(system)工作(job)發生紊亂,使單片機產生誤動作甚至死機等,嚴重影響步進電機運行(Windows)的穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)性。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機,是現代數字程序控制系統中的主要執行元件,應用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。步進電機驅動器可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速和定位的目的。單片機控制步進電機的驅動系統產生電磁干擾的干擾源主要來自外部電源、內部電源、印制板自制干擾、空中周圍電磁場(electromagnetic field)(定義:傳遞實物間磁力作用的場)干擾、外部干擾信號可以通過公共導線、電容、相鄰導線的互感以及空間輻射等途徑從干擾源耦合(Coupling)到敏感元件上。
                驅動(Driver)系統中影響比較突出的幾個方面加以分析:
                、布線不不影響正常工作。同一回路或不同回路間布線不不影響正常工作時容易產生感生電動勢,形成電磁干擾。
                2、供電干擾。工作(job)時,交流電網負載突變時產生幅值較大的瞬變電壓(voltage)波經由直流穩壓電源進入電子控制回路,從而影響單片機供電電源的穩定。
                3、單片機與步進電機驅動回路之間,驅動回路產生的干擾信號通過線路竄入單片機,使單片機產生誤動作,從而導致步進電機出現多步或失步現象。
                4、步進電機的電樞繞組通斷頻繁,當通電時,會產生較大的電壓電流(Electron flow)的梯度變化,導致磁場耦合(Coupling),形成嚴重的電磁干擾。當電樞繞組斷電時,線圈(winding)中的磁場突然消失會產生很高的瞬變電壓竄入控制回路,對系統中其它電子裝置產生相當大的電能沖擊甚至損壞元件。


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