步進(jìn)電機驅(qū)動器應(yīng)用及工作原理之什么是步進(jìn)電機？

什么是步進(jìn)電機

步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

 

步進(jìn)電機工作原理

步進(jìn)電機是一種感應(yīng)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(jìn)電機供電，步進(jìn)電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機分時供電的，多相時序控制器 

 

雖然步進(jìn)電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)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(yè)知識。 步進(jìn)電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)

 

步進(jìn)電機應(yīng)用            

步距角的選擇：電機的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進(jìn)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(jìn)電機的動態(tài)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(jù)是電機工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)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(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）

 

力矩與功率換算：步進(jìn)電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)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(zhuǎn)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(shù)（簡稱PPS)

                

步進(jìn)電機驅(qū)動器

1、步進(jìn)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(jìn)電機的運行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動, 這種裝置就是步進(jìn)電機驅(qū)動器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機的角位移, 或者說: 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號,通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。所以，控制步進(jìn)脈沖信號的頻率，可以對電機精確調(diào)速；控制步進(jìn)脈沖的個數(shù)，可以對電機精確定位目的； 

 

2、步進(jìn)電機通過細(xì)分驅(qū)動器的驅(qū)動，其步距角變小了，如驅(qū)動器工作在10細(xì)分狀態(tài)時，其步距角只為‘電機固有步距角‘的十分之一，也就是說：‘當(dāng)驅(qū)動器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)時，控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖，電機轉(zhuǎn)動1.8°；而用細(xì)分驅(qū)動器工作在10細(xì)分狀態(tài)時，電機只轉(zhuǎn)動了0.18° ‘，這就是細(xì)分的基本概念。 細(xì)分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生，與電機無關(guān)。

 

3、驅(qū)動器細(xì)分有什么優(yōu)點，為什么一定建議使用細(xì)分功能？

驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點為：完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進(jìn)電機（尤其是反應(yīng)式電機）的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機有時要在共振區(qū)工作（如走圓?。x擇細(xì)分驅(qū)動器是唯一的選擇。提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反應(yīng)式電機，其力矩比不細(xì)分時提高約30-40%。提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，‘提高電機的分辨率‘是不言而喻的。