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        步進電機驅動器應用及工作原理
        編輯:杭州時代自動化有限公司   時間:2019-11-18

        什么是步進電機

        步進電機是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的開環控制元件。在無過載的情況下,電機的速度和停止位置僅取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,不受負載變化的影響。當步進驅動器接收到脈沖信號時,它驅動步進電機在設定的方向上旋轉一個固定的角度。通過控制脈沖的數量來控制角位移,達到精確定位的目的;同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉速和加速度,達到調速的目的。

        步進電機工作原理

        步進電機是一種感應電機,它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進電機供電,步進電機才能正常工作,驅動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器 

         

        雖然步進電機已被廣泛地應用,但步進電機并不能象普通的直流電機,交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。 步進電機作為執行元件,是機電一體化的關鍵產品之一,廣泛應用在各種自動化控制系統中。隨著微電子和計算機技術的發展,步進電機的需求量與日俱增,在各個國民經濟領域都有應

         

        步進電機應用            

        步距角的選擇:電機的步距角取決于負載精度的要求,將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上,每個當量電機應走多少角度(包括減速)。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機)、0.9度/1.8度(二、四相電機)、1.5度/3度 (三相電機)

         

        靜力矩的選擇:步進電機的動態力矩一下子很難確定,我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負載,恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下,靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好,靜力矩一旦選定,電機的機座及長度便能確定下來(幾何尺寸)

         

        電流的選擇:靜力矩一樣的電機,由于電流參數不同,其運行特性差別很大,可依據矩頻特性曲線圖,判斷電機的電流(參考驅動電源、及驅動電壓)

         

        力矩與功率換算:步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下:

                        P=Ω=2π·n/60

                        P=2πnM/60

             其P為功率單位為瓦,Ω為每秒角速度,單位為弧度,n為每分鐘轉速,M為力矩單位為牛頓·米

                        P=2πfM/400(半步工作),其中f為每秒脈沖數(簡稱PPS)

         步進電機驅動器

        1:步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉是以固定的角度(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%), 所以廣泛應用于各種開環控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅動, 這種裝置就是步進電機驅動器, 它是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移, 或者說: 控制系統每發一個脈沖信號,通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。所以,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調速;控制步進脈沖的個數,可以對電機精確定位目的; 

        2:細分驅動器的驅動減小了步進電機的步距角。例如,當驅動器工作在10細分狀態時,步距角僅為“電機固有步距角”的十分之一,也就是說:“當驅動器工作在不細分的整個步距角狀態時,控制系統對控制系統發送的每一步脈沖旋轉1.8°;細分驅動器工作在10細分狀態時,電機僅轉動0.18°這是細分的基本概念細分功能完全由驅動器通過精確控制電機的相電流生成,而相電流與電機無關。

        3:驅動細分的優點是什么?為什么推薦細分?

        細分后驅動器的主要優點是:完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(特別是無功電機)的固有特性,細分是消除低頻振蕩的唯一途徑。如果您的步進電機有時需要在共振區工作(如走?。?,唯一的選擇是選擇細分驅動器。電動機的輸出轉矩增大。特別是對于三相無功電動機,其轉矩比無功電動機高30-40%左右。提高了電機的分辨率。由于步進角的減小和步進均勻性的提高,提高電機的分辨率是不言而喻的


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