浅析步进电机驱动的设计原理

步进电机是一种用来操控用的特殊电机,它的旋转是以固定的视点(称为"步距角")一步一步作业的,其特点是没有堆集差错(精度为100%),所以广泛应用于各种开环操控。步进电机的作业要有一电子设备进行驱动,这种设备即是步进电机驱动器,它是把操控系统宣布的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说:操控系统每发一个脉冲信号,经过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以，操控步进脉冲信号的频率，能够对电机准确调速;操控步进脉冲的个数，能够对电机准确定位意图。步进电机经过细分驱动器的驱动，其步距角变小了，如驱动器作业在10细分状况时，其步距角只为‘电机固有步距角‘的十分之一，也即是说：‘当驱动器作业在不细分的整步状况时，操控系统每发一个步进脉冲，电机滚动1.8°;而用细分驱动器作业在10细分状况时，电机只滚动了0.18°，这即是细分的基本概念。细分功能彻底是由驱动器靠准确操控电机的相电流所产生，与电机无关。驱动器细分后的首要长处为：彻底消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性，而细分是消除它的仅有路径，如果您的步进电机有时要在共振区作业(如走圆弧)，挑选细分驱动器是仅有的挑选。进步了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时进步约30-40%。进步了电机的分辨率。因为减小了步距角、进步了步距的均匀度，‘进步电机的分辨率‘是显而易见的。以上是步进电机的基本原理，接下来，关于步进电机驱动的规划、选型实战经验进行总结：挑选坚持转矩(HOLDINGTORQUE)坚持转矩也叫静力矩，是指步进电机通电但没有滚动时，定子锁住转子的力矩。因为步进电机低速作业时的力矩接近坚持转矩，而步进电机的力矩跟着速度的增大而疾速衰减，输出功率也随速度的增大而改动，所以说坚持转矩是衡量步进电机负载才能最重要的参数之一。比方，一般不加阐明地讲到1N.m的步进电机，能够理解为坚持转矩是1N.m。挑选相数两相步进电机本钱低，步距角起码1.8度，低速时的轰动较大，高速时力矩下降快，适用于高速且对精度和平稳性需求不高的场合;三相步进电机步距角起码1.5度，振荡比两相步进电机小，低速功能好于两相步进电机，最高速度比两相步进电机高百分之30至50，适用于高速且对精度和平稳性需求较高的场合;5相步进电机步距角更小，低速功能好于3相步进电机，但本钱偏高，适用于中低速段且对精度和平稳性需求较高的场合。挑选步进电机应遵循先选电机后选驱动器准则，先清晰负载特性，再经过对比不一样类型步进电机的静力矩和矩频曲线，找到与负载特性最匹配的步进电机;精度需求高时，应选用机械减速设备，以使电机作业在功率最高、噪音最低的状况;避免使电机作业在振荡区，如若必须则经过改动电压、电流或增加阻尼的办法解决;电源电压方面，主张57电机选用直流24V-36V、86电机选用直流46V、110电机选用高于直流80V;大滚动惯量负载应挑选机座号较大的电机;大惯量负载、作业转速较高时，电机而应选用逐渐升频提速，以避免电机失步、削减噪音、进步停转时的定位精度;鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下，超出此力矩规模，且作业速度大于1000RPM时，即应思考挑选步进电机，一般沟通步进电机可正常作业于3000RPM，直流步进电机可可正常作业于10000RPM。挑选步进电机驱动器和细分数最好不挑选整步状况，因为整步状况时振荡较大;尽量挑选小电流、大电感、低电压的驱动器;配用大于作业电流的驱动器、在需要低振荡或高精度时配用细分型驱动器、关于大转矩电机配用高电压型驱动器，以取得良好的高速功能;在电机实践使用转速一般较高且对精度和平稳性需求不高的场合，不用挑选高细分数驱动器，以便节省本钱;在电机实践使用转速一般很低的条件下，应选用较大细分数，以保证作业平滑，削减振荡和噪音;总归，在挑选细分数时，应综合思考电机的实践作业速度、负载力矩规模、减速器设置情况、精度需求、振荡和噪音需求等。