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脉冲信号与转速的关系

脉冲信号适合数字电路,用💯于电机的控制信号或发动机转速数据等。下面介绍脉冲信号的特点与以电机为例的特性差异。

用于掌握及控制电机旋转的脉冲

脉冲的典型用法大致分为两种。一种是根🃏据输入的脉冲采集速度、距离等;另一种是通过输出脉冲,控制电机、变频器等系统。与此双方都有关系꧂的是“旋转”因素。

利用脉冲的转速采集

利用脉冲采集电机等的转速的主要方法有“频闪观测仪采集”、“转速表采集”、“光学设备采集”等。

频闪观测仪采集

以一定间隔重复发出瞬时亮灯光的装置称为频闪观测仪。利用频闪观测仪以相等间隔对旋转体照射光源时,若闪烁周期与旋转周期相同,则在普通的目视下难以捕捉的高速旋转♓体犹如处于静止状态。频闪观测仪法是利用此现象获取转速的方法,除用于采集发动机及电机的转速以外,还用于检查旋转体的划伤或缺损等。

频闪观测仪采集

转速表采集

用于采集发动机或电机转速的转速表分为以机械方式读取转🔯速的机械式转速表与以电气方式读取转速的电气式转速表,目前大多数汽车都采用电气式转速表。电气式转速表通过对点火线圈的点火脉冲进行计数来获取转速。主要用于实时掌握汽车或摩托车的发动机转速。

转速表采集

光学设备采集

利用发光二𒅌极管向具有细小狭缝或孔的转盘照射红外光,使从狭缝或孔射入的光通过光电二极管,从而将机械性旋转位移转换为脉冲信号以获取转速的方法。除汽车、航空航天领域外,还用于能源领域。

光学设备采集

利用脉冲的电机

利用脉冲信号控制驱动的典型系统有步进电机(脉冲电机)或伺服电机等电机类。

步进电机

与接收的电脉冲信号同步运行的电机。通过脉冲数与频率进行旋转角度及速度等旋转控制꧅。其原理为输入1个脉冲时旋转的轴角度(基本步进角)为固定,每当有脉冲输入就仅旋转事先规定的角度。标准的5相步进电机时,基本步进角为0.72°,输入125个脉冲则旋转90°,500个脉冲时旋转36🐷0°。步进电机的旋转量与脉冲信号数量成正比,旋转速度与频率成正比。

脉冲数与步进角的关系
脉冲数与步进角的关系

伺服电机

利用以目标物的位置或方向等作为控制量运行的自动控制装置“伺服机构”的电机。具有步进电机中所没有的旋转检测仪,在检测旋转角度或旋转速度的同时向驱动器进行反馈,并对旋转轴的当前位置与目标位置进行比较后经过运行使ཧ其差分变为“0”。因此,停止精度非常高,常用于机床或工业机器人等。

伺服电机

特性差异

步进电机 伺服电机
优点
  • 停止时扭矩最大,因此刚性也最大
  • 结构简单,比较便宜
  • 适合数字控制电路
  • 运行顺畅性优于步进电机
  • 不断向旋转检测仪进行反馈,因此不发生失步
  • 能够用于高速旋转的精密运行
  • 停止精度高
缺点
  • 运行顺畅性不如伺服电机
  • 脉冲信号频率过高时,无法正常旋转,发生“失步”
  • 不适于稳定的高速旋转
  • 在进行精密控制时,需确保驱动机构的刚性
  • 结构复杂,价格高

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