1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功率效率

步進(jìn)電機(jī)之所以很受歡迎，是因?yàn)槠淇梢院唵蔚貙⑤斎攵说募?lì)變化轉(zhuǎn)換為輸出端的精確位置變化，而無需使用任何外部傳感器來監(jiān)測位置。這種電機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)線圈中的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制。

電機(jī)的扭矩公式為Equation1。扭矩值取決于線圈電流和電機(jī)結(jié)構(gòu)：

其中 τ_max 是支持的最大扭矩，K_T 是電機(jī)的扭矩常數(shù)，I 是線圈電流。

Equation1 可被解釋為線圈電流 I 提供的扭矩能力。為了維持給定的負(fù)載扭矩，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行時(shí)的線圈電流所能提供的扭矩必須始終大于需要的扭矩。

傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)峰值負(fù)載扭矩需求來配置滿量程工作電流。這可確保在需要峰值負(fù)載時(shí)電機(jī)不會(huì)丟失步進(jìn)。因此，無論負(fù)載扭矩如何，電流都保持恒定。因而，當(dāng)負(fù)載扭矩低于峰值負(fù)載時(shí)，驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)會(huì)以電阻功率損耗的形式消耗部分輸入功率，如圖 1-1 所示。

在大多數(shù)系統(tǒng)中，只有極少情況下才需要峰值負(fù)載扭矩。例如，在 ATM 機(jī)中，步進(jìn)電機(jī)可能需要在不到其總運(yùn)行時(shí)間 15% 的時(shí)間內(nèi)提供峰值負(fù)載。不過，由于存在不必要的功率損耗、更大的系統(tǒng)尺寸和更短的組件壽命，典型的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器最終會(huì)始終向電機(jī)提供滿量程電流，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。