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步进电机驱动器的三大驱动模式,必须知道!

浏览次数:        日期:2021-04-09

  步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的实行机构。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,从而达到调速和定位的目的。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不但取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。步进电机驱动器有三种基本的步进电机驱动模式:半步、细分、整步。其主要区别在于电机线圈电流的控制精度(即激磁方式)。

  1.半步驱动

  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0.90度的半步方式转动。山社电机供应的所有的整/半步驱动器都可以实行整步和半步驱动,由驱动器拨码开关的拨位进行选择。和整步方式相比,半步方式具有精度高一倍和低速运行时振动较小的优点,所以实际使用整/半步驱动器时一般选用半步模式。

  2.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。对于有时需要低速运行(即电机转轴有时工作在60rpm以下)或定位精度要求小于0.90度的步进应用中,细分型步进电机驱动器获得广泛应用。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。例如十六细分的驱动方式可使每圈200标准步的步进电机达到每圈200*16=3200步的运行精度(即0.1125°)。

  3.整步驱动

  在整步运行状态下,每输入一个脉冲,电机轴的角位移是一个步矩角,在半步运行状态下,每输入一个脉冲,电机轴的角位移是半个步矩角。步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。在整步运行中,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/方向指令对两相步进电机的两个线圈循环激磁(即将线圈充电设定电流),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1.80度 (标准两相电机的一圈共有200个步距角)。

  步进电机细分驱动技术是年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动技术。年美国学者、首次在美国增量运动控制系统及器件年会上提出步进电机步距角细分的控制方法。在其后的二十多年里,步进电机细分驱动得到了很大的发展。逐步发展到上世纪九十年代完全成熟的。我国对细分驱动技术的研究,起步时间与国外相差无几。

  步进电机驱动器的亮点与作用你需要了解!

  步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的实行机构。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,从而达到调速和定位的目的。步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能,不但取决于步进电动机自身的性能,也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的。那么步进电机驱动器到底有什么亮点呢?又能起到什么样的作用呢?

  步进电机驱动器的亮点:

  1、电机的低频振荡完全被步进电机驱动器消除了。低频振荡是步进电机的本身就带有的特性,假如你的步进电机要在共振区工作时,消除振荡的唯一途径是细分选择细分驱动器。

  2、电机的分辨率的提高。因为减小了步距角、提高了步距的均匀度。

  3、电机的输出转矩的提高。尤其是对三相反应式步进电机,当中的力矩比不细分时提高大概30-40% 。

  细分步进电机驱动器的主要作用体现在提高步进电机的精确率。这里告诉大家都要了解“平滑”跟“细分”,用户们一定要分清这两者之间的本质区别,因为国内有一部分的步进电机驱动器是采用“平滑”的方法来取代细分的,但这不是真正的细分。平滑”只是把电流的变化率变得缓慢,并不能精确的控制步进电机的相电流,所以平滑并不产生真正的微步,但是细分的微步是可以用来精确定位的。被平滑后的电机的相电流,会导致电机力矩的下降,但细分控制不但不会造成电机力矩的下降,而且力矩会有所增加。

  步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作,而必须使用专用的驱动器,如图所示,它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。

  混合式驱动器

  混合式驱动器特性

  ●产品系列涵盖两相、三相、五相;

  ●工作电压范围涵盖24VDC~80VDC,60VAC~220VAC;

  ●峰值电流范围0.1A~8.5A;

  ●全新32位DSP技术,采用磁链矢量抗共振算法;

  ●精密电流控制使电机发热大为降低;

  ●超低振动噪声,最大限度发挥电机的性能;

  ●内置微步细分算法,可实现低细分控制指令,高细分运行效果;

  ●自动半流控制,控制脉冲停止超过100ms时,电机电流自动减半,降低电机发热;

  ●支撑脉冲/方向或双脉冲控制模式,可接收差分和单端式信号指令;

  ●提供15档常规微步细分设定值,最大细分数为512,允许用户在最大微步细分范围内任意设定细分数;

  ● 光耦隔离信号输入,抗干扰能力强;

  ● 高可靠性,具有过压、欠压、短路等保护功能 ;

  

  混合式驱动器概述

  申力企业推出的数字式步进电机驱动器,采用最新32位DSP技术,用户可以设置512内的任意细分以及额定电流内的任意电流值,能够满足大多数场合的应用需要。由于采用内置微细分技术,即使在低细分的条件下,也能够达到高细分的效果,低中高速运行都很平稳,噪音超小。同时,该系列驱动器采用独有的低温技术,使电机运行温度较普遍步进驱动器降低10-20℃。

  混合式驱动器领域

  适合激光加工设备、雕刻设备、医疗设备、测量设备、电子加工设备、纺织服装设备等,特别适用于短距离、短时间的快速启停和零速稳停应用场合。

 

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