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步進電機驅動器的細分原理及相關說明
發布時間:2019-07-09    點擊次數:次   
步進電機安裝(ān zhuāng)有帶永久磁性的轉子(rotor),而定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)至少具有兩個繞線。步進電機驅動步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用專用的驅動器,如圖所示,它由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。步進電機驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。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。當轉子磁性與定子繞線保持一致時,將驅動(Driver)第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關閉,這將導致電機鎖定在想要的步進位置(position )。通過繞線的電流(Electron flow)方向還可反向。

在帶有兩個定子繞線的步進電機中,有四個步進以 90° 隔開。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。根據向定子繞線提供的脈沖,可精確控制(control)步進電機移動的步進。步進電機的速度控制可通過向繞線提供脈沖頻率(frequency)實現,而旋轉(rotate)方向可通過反向脈沖序列進行更改。電機內部的極片有許多齒,有助于定位相對于定子的轉子位置。一些步進電機的定子級也有齒。根據使用(use)的控制技術(Technology),可全步進、半步進或微步進控制步進電機。簡單的方形脈沖可以控制處于全步進的電機,而先進控制技術(如脈沖寬度調制 (PWM))可用于微步進。 在國內,廣大用戶對 ;細分 ;還不是特別了解,有的只是認為,細分是為了提升精度(精確度),其實不然,細分主要是改良電機的運行(Windows)性能(xìng néng),現說明如下:步進步進電機的細分控制是由驅動(Driver)器精確控制步進電機的相電流(Electron flow)來實現的,以二相電機為例,假如電機的額定相電流為3A,如果使用常規驅動器(如常用的恒流斬波方式)驅動該電機,電機每運行一步,其繞組內的電流將從0突變為3A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會引起電機運行的振動(vibration)和噪音(分貝(dB))。如果使用細分驅動器,在10細分的狀態下驅動該電機,電機每運行一微步,其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線規律變化,這樣就大大的改良了電機的振動和噪音,因此,在性能上的優點才是細分的真正優點。由于細分驅動器要精確控制電機的相電流,所以對驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求,成本亦會較高。注意(attention),國內有一些驅動器采取 ;平滑 ;來取代細分,有的亦稱為細分,但這不是真正的細分,望廣大用戶一定要分清兩者的本質不同:1. ;平滑 ;并不精確控制電機的相電流,只是把電流的變化率變緩一些,所以 ;平滑 ;并不產生微步,而細分的微步是可以用來精確定位的。2.電機的相電流被平滑后,會引起電機力矩的降低,而細分控制不但不會引起電機力矩的降低,相反,力矩會有所增加。



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