步进电机以及失速检测的工作原理及其要求分析

步进电动机比传统的连续旋转电动机具有更大的灵活性和控制能力，并且它们广泛用于各种工业，消费和汽车应用中。许多应用要求在不使用外部传感器的情况下对到达机械终点的可靠检测，而可以使用电动机堵转检测。本技术文档介绍了步进电机以及失速检测的工作原理及其要求。本文档介绍了步进电机堵转检测的创新技术及其应用。

步进电机简介

步进电机的一般定义是一种机电设备，它以很小的精确增量移动转子轴，而没有反馈来控制电机速度。步进电机具有以下优点：

• 当负载波动时，它们表现出良好的速度稳定性，因为步进器可以保持恒定的扭矩；
• 它们具有良好的启动特性，在零速时具有最大扭矩；
• 它们具有宽广的动态范围，并且比伺服电动机的加速更快；
• 由于步距角的狭窄性，步进电机具有较小的机械瞬态响应，这使得位置和速度控制成为可能，而无需复杂的控制回路。
• 因此，步进电机驱动解决方案的成本非常实惠。

步进电机存在某些缺点；但是，电子技术的进步有助于将其影响降到最低。开环操作无法提供有关绝对位置或电动机是否响应输入命令的信息。如果未正确控制电动机速度或绕组电流，则谐振会引起振动。如果速度太高，电机可能会失步。

图1步进电机

步进电机具有各种尺寸和功率级别，并提供许多用于提高步进性能精度的选项。

图2控制器IC

全功能，高度集成的控制器IC采用具有散热垫的行业标准，薄型，表面安装封装。

失速检测的要求

在实际系统中，需要一种失速检测装置来检测转子何时处于静止状态，这可能是由几种情况中的任何一种引起的。驱动器产生的电场的旋转可能会与定子的机械旋转失去同步，或者机械负载可能会超过电动机的设计极限。负载路径的任何障碍物（包括固定的机械挡块）也可能导致电动机停止旋转，但是在这些情况下，如果没有绝对位置信息，电动机将尝试驱动障碍物以确保负载达到终点。这可能会导致磨损，听得见的噪音，发热和机械故障。此外，通过设计将步进器驱动到固定挡块会固有地降低系统的效率，这在电池供电的应用中至关重要。