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步进电机控制器
步进电机控制器
 
 
 
    
什么是步进电机
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2012-4-23 9:01:02
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1.什么是步进电机,什么是步进电机驱动器
   步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的, 其特点
是没有积累误差, 所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电
机驱动器
, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过
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,控制步进脉冲信号的频率,可以对电机精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位目的。

2.什么是驱动器的细分?什么是运行拍数?步距角如何计算?
  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,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,参见下表(以86BYG250A电机为例):
电机固有步距角 运行拍数 细分数 电机运行时的真正步距角
0.9°/1.8° 8 驱动器工作在2细分即半步状态 0.9°
0.9°/1.8° 20 细分驱动器工作在5细分状态 0.36°
0.9°/1.8° 40 细分驱动器工作在10细分状态 0.18°
0.9°/1.8° 80 细分驱动器工作在20细分状态 0.09°
0.9°/1.8° 160 细分驱动器工作在40细分状态 0.045°

  步进电机驱动器
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: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。
86BYG250A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。

  细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关。

  步进电机驱动器
3.驱动器细分有什么优点?
  其一, 完全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
的唯一途径,如果您的步进电机有时要在共振区工作(如走圆弧),选择细分驱动器是唯一的选择。
  其二, 提高了电机的输出转矩。细分比不细分,输出转矩对各种电机都有不同程度的提升。

  其三, 提高了电机的分辨率。减小了步距角,提高了步距的均匀度。

 
4.反应式步进电机与混合式步进电机的区别? 步进电机驱动器
  首先,在结构和材料上不同,反应式电机不象混合式电机那样内部具有永久磁性材料,混合式电机具有一定的自
锁转矩。

  其次,在运行性能上有差别,混合式电机运行时相对较平稳,输出力矩相对较大,运行声音小。

  再次,两种电机在价格上有差别,反应式电机比混合式电机相对便宜,但并不明显。

5.步进电机的运行方向和我要求的相反,怎样调整? 
  一种方法是改变控制系统的方向信号。
  另一种方法是通过调整电机的接线来改变方向,具体如下表

电机接线方式 原来接线序列 换向后接线序列
两相四线 A,A’,B,B’ A’,A,B,B’或者A,A’,B’,B
三相三线 A,B,C B,A,C或者A,C,B
三相六线 A,A’,B,B’,C,C’ B,B’,A,A’,C,C’或者A,A’,C,C’,B,B’
五相五线 A,B,C,D,E E,D,C,B,A

  步进电机驱动器
7.电机的噪音特别大;而且没有力,电机本身在振动? 
  如遇到这种情况时,是因为步进电机工作在振荡区,一般改变输入信号频率CP就可以解决此问题。

 
8.电机在低速运行时正常,当是频率略高一点就出现堵转现象? 
  遇到这种情况多是因为加在驱动器的电源电压不够高引起的;把输入电压加高一些,就可以解决此问题,注意不
能高于驱动器电源端标注的最高电压;否则会引起驱动器烧毁.
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9.驱动器通电以后,电机在抖动,不能运转? 
  遇到这种情况时,首先检查电机的绕组与驱动器连接有没有接错;如没有接错再检查输入频率CP是否太高;是否
升降频设计不合理,参考升降频设计;以上原因都不是,可能是驱动器烧毁,请与我们联系。
 
10.升降速设计 
   步进电机速度控制是靠输入的脉冲信号的变化来改变的,从理论上说,只需给驱动器脉冲信号即可,每给驱动
器一个脉冲(CP),步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)但是实际上,如果脉冲CP信号变化太
快,步进电机由于惯性将跟随不上电信号的变化,这时会产生堵转和丢步现象,所以步进电机在启动时,必须有升
速过程,在停止时必须有降速过程。一般来说升速和降速规律相同,以下为升速为例介绍:

 步进电机驱动器 
升速过程由突跳频率加升速曲线组成(降速过程反之)。突跳频率是指步进电机在静止状态时突然施加的脉冲
启动频率,此频率不可太大,否则也会产生堵转和丢步。升降速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线,当然
也可采用直线或正弦曲线等。用户需根据自己的负载选择合适的突跳频率和升降速曲线,找到一条理想的曲线并不
容易,一般需要多次‘试机’才行。指数曲线在实际软件编程中比较麻烦,一般事先算好时间常数存贮在计算机存
贮器内,工作过程中直接选取。

 

  
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