關(guān)于步進電機驅(qū)動的常見問題
1.何為步進電機的驅(qū)動。
步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的, 其特點是沒有積累誤差(精度為100%), 所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。
步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動, 這種裝置就是步進電機驅(qū)動器, 它是把步進電機控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移, 或者說步進電機控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過步進電機驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。
所以,控制步進電機脈沖信號的頻率,可以對步進電機精確調(diào)速;
控制步進電機步進脈沖的個數(shù),步進電機驅(qū)動器可以實現(xiàn)對步進電機精確定位目的;
2.何為步進電機驅(qū)動器的細分。
要了解“步進電機細分”,先要弄清“步進電機步距角”這個概念:它表示步進電機控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號,步進電機所轉(zhuǎn)動的角度。
步進電機出廠時給出了一個步進電機步距角的值,如ss3402A64A型步進電機給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時為0.9°、整步工作時為1.8°),這個步進電機步距角可以稱之為‘步進電機固有步距角’,不一定是步進電機實際工作時的真正步距角,真正的步進電機步距角和步進電機驅(qū)動器有關(guān),參見下列數(shù)據(jù)(還以型86BYG250A電機為例):
步進電機固有步距角 所用驅(qū)動器類型及工作狀態(tài)
步進電機運行時的真正步距角 0.9°/1.8°
步進電機驅(qū)動器工作在半步狀態(tài) 0.9° 0.9°/1.8°
細分步進電機驅(qū)動器工作在5細分狀態(tài)
0.36° 0.9°/1.8°
細分步進電機驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài) 0.18° 0.9°/1.8°
細分步進電機驅(qū)動器工作在20細分狀態(tài)
0.09° 0.9°/1.8°
細分步進電機驅(qū)動器工作在40細分狀態(tài) 0.045°
從以上數(shù)據(jù)可以看出:步進電機通過細分步進電機驅(qū)動器的驅(qū)動,其步進電機步距角變小了,如步進電機驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,其步距角只為‘步進電機固有步距角’的十分之一,也就是說:‘當步進電機驅(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)時,步進電機控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖,步進電機轉(zhuǎn)動1.8°;而用細分驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,電機只轉(zhuǎn)動了0.18° ’,這就是細分的基本概念。 細分功能完全是由步進電機驅(qū)動器*精確控制步進電機的相電流所產(chǎn)生的,與步進電機無關(guān)。
3.驅(qū)動器細分有什么優(yōu)點,為什么一定建議我使用細分功能。
步進電機驅(qū)動器細分后的主要優(yōu)點為:完全消除了步進電機的低頻振蕩。
步進電機低頻振蕩是步進電機(尤其是反應(yīng)式電機)的固有特性,而細分是消除它的唯一途徑,如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作(如走圓。,步進電機選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。
為提高了步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反應(yīng)式電機,其力矩比不細分時提高約30-40% 。
為提高了步進電機的分辨率。由于減小了步進電機步距角、提高了步進電機步距的均勻度,‘提高步進電機的分辨率’是不言而喻的。
以上這些優(yōu)點,尤其是在性能上的優(yōu)點,并不是一個量的變化,而是質(zhì)的飛躍。根據(jù)我們的記錄,原來使用不細分步進電機驅(qū)動器的用戶通過比較后,大都改選為細分步進電機驅(qū)動器。
所以我們建議您最好選用細分步進電機驅(qū)動器。
4.何為混合式步進電機,何為反應(yīng)式步進電機,兩者有何區(qū)別。
在結(jié)構(gòu)和材料上不同,反應(yīng)式步進電機不象混合式步進電機那樣內(nèi)部具有永久磁性材料,故反應(yīng)式步進電機沒有自阻,而混合式步進電機有自阻(即在電機未加電的情況下有一定的自鎖力)。
在運行性能上有差別,混合式步進電機運行時相對較平穩(wěn),輸出力矩相對較大,運行聲音小。
兩種步進電機在價格上有差別,反應(yīng)式步進電機比混合式步進電機相對便宜。
5.何為步進電機的相數(shù),我應(yīng)該選擇幾相的步進電機。
步進電機的相數(shù)是指步進電機內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相步進電機、三相步進電機、四相步進電機、五相步進電機。步進電機相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相步進電機的步距角為0.9°/1.8°、三相步進電機的為0.75°/1.5°等、五相步進電機的為0.36°/0.72° 。
在沒有細分步進電機驅(qū)動器時,用戶主要*選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分步進電機驅(qū)動器,則‘相數(shù)’將變得沒有意義,用戶只需在步進電機驅(qū)動器上改變細分數(shù),就可以改變步距角。
6.我正準備選擇五相混合式步進電機,請問有何建議?
五相混合式步進電機處于正在淘汰狀態(tài),所以我們建議:如果您一定要用五相步進電機的步距角(0.36°),請您選用二相混合式步進電機和配套的細分步進電機驅(qū)動器,在5細分狀態(tài)下的步進電機步距角同樣為0.36°,并且細分后的步進電機步距角比五相固有的步進電機步距角更均勻、定位精度更高、運行更平穩(wěn)、出力更大。
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