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步进电机驱动器 请问步进电机的驱动器是什么东西?

1, 请问步进电机的驱动器是什么东西?



步进电机的基本原理
步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;
反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。
步进电机的一些基本参数:
电机固有步距角:
它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。
步进电机的相数:
是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。
保持转矩(HOLDING TORQUE):
是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
DETENT TORQUE:
是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。
步进电机的一些特点:
1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
2.步进电机外表允许的最高温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
4.步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。

2, 什么是步进电机驱动器



要了解细分,先要弄清步距角这个概念:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如FY86EL402A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角。
简单地讲,细分数就是指电机运行时的真正步距角是固有步距角(整步)的几分指一。从上表可以看出:步进电机驱动器工作在10细分状态时,其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一,也就是说:当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电机转动1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电机只转动了0.18°,这就是细分的基本概念。
更为准确地描述驱动器细分特性的是运行拍数,运行拍数指步进电机运行时每转一个齿距所需的脉冲数。FY86EL402A电机有50个齿,如果运行拍数设置为160,那么步进电机旋转一圈总共需要50*160=8000步;对应步距角为360°÷8000=0.045°。请注意,如果运行拍数设为30,按上表对应关系细分数为7.5,不是一个整数。
细分功能完全是由步进驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关。

3, 步进电机与驱动器工作原理?



第一个; 步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移,并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。
步进电机驱动器选型指南
一、步进电机驱动器工作模式分类
步进电机驱动模式基本有三种:整步、半步、细分。其主要区别在于电机线圈电流的控制精度(即激磁方式)。
整步驱动
同一种步进电机既可配整/半步驱动器也可配细分驱动器,但运行效果不同。步进电机驱动器按脉冲/方向信号对两相步进电机的两个线圈循环激磁,这种驱动方式的每个脉冲将使电机移动一个基本步距角,即1.8度 (标准两相电机的一圈共有200个步距角)。
半步驱动(2细分)
在单相激磁时,电机转轴停至整步位置上,驱动器收到下一脉冲后,如给另一相激磁且保持原来相继处在激磁状态,则电机转轴将移动半个步距角,停在相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后双相激磁步进电机将以每个脉冲0.9度的半步方式转动。
细分驱动
细分驱动模式具有低速振动极小和定位精度高两大优点。可运用在有时需要低速运行或定位精度要求小于0.9度的步进电机应用方案中。其基本原理是对电机的两个线圈分别按正弦和余弦形的台阶进行精密电流控制,从而使得一个步距角的距离分成若干个细分步完成。如图所示。例如8细分的驱动方式下步进电机驱动器接收200*8=1600个脉冲信号步进电机转动一圈。

名词解释


电机

电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。

步进

步进(Stepping)是CPU的一个重要参数,也叫分级鉴别产品数据转换规范,“步进”编号用来标识一系列CPU的设计或生产制造版本数据,步进的版本会随着这一系列CPU生产工艺的改进、BUG的解决或特性的增加而改变,也就是说步进编号是用来标识CPU的这些不同的“修订”的。同一系列不同步进的CPU或多或少都会有一些差异,例如在稳定性、核心电压、功耗、发热量、超频性能甚至支持的指令集方面可能会有所差异。

激磁

激磁,电学名词。读音jīcí,英文[excite] 电流通过线圈,激发而产生磁场,激磁线圈。也叫“励磁”。电磁流量计按激磁电流方式分类。直流激磁、低频矩形波激磁、 交流激磁。

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