什麼是步進電機,什麼是步進電機驅動器

2021-07-30 07:18:27 字數 2993 閱讀 8320

1.什麼是步進電機,什麼是步進電機驅動器?

1.什麼是步進電機,什麼是步進電機驅動器?

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」)一步一步執行的, 其特點是沒有積累誤差, 所以廣泛應用於各種開環控制。步進電機的執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衝訊號轉化為步進電機的角位移, 或者說: 控制系統每發乙個脈衝訊號, 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衝訊號的頻率成正比。

所以,控制步進脈衝訊號的頻率,可以對電機精確調速;控制步進脈衝的個數,可以對電機精確定位目的。

2.什麼是驅動器的細分?什麼是執行拍數?步距角如何計算?

要了解「細分」,先要弄清「步距角」這個概念:它表示控制系統每發乙個步進脈衝訊號,電機所轉動的角度。電機出廠時給出了乙個步距角的值,如86byg250a型電機給出的值為0.

9°/1.8°(表示半步工作時為0.9°、整步工作時為1.

8°),這個步距角可以稱之為『電機固有步距角』,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅動器有關,參見下表(以86byg250a電機為例):

電機固有步距角執行拍數細分數電機執行時的真正步距角

0.9°/1.8° 8 驅動器工作在2細分即半步狀態 0.9°

0.9°/1.8° 20 細分驅動器工作在5細分狀態 0.36°

0.9°/1.8° 40 細分驅動器工作在10細分狀態 0.18°

0.9°/1.8° 80 細分驅動器工作在20細分狀態 0.09°

0.9°/1.8° 160 細分驅動器工作在40細分狀態 0.045°

簡單地講,細分數就是指電機執行時的真正步距角是固有步距角(整步)的幾分指一。從上表可以看出:驅動器工作在10細分狀態時,其步距角只為『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步狀態時,控制系統每發乙個步進脈衝,電機轉動1.8°;而用細分驅動器工作在10細分狀態時,電機只轉動了0.18° ,這就是細分的基本概念。

更為準確地描述驅動器細分特性的是執行拍數,執行拍數指步進電機執行時每轉乙個齒距所需的脈衝數。86byg250a電機有50個齒,如果執行拍數設定為160,那麼步進電機旋轉一圈總共需要50×160=8000步;對應步距角為360°÷8000=0.045°。

請注意,如果執行拍數設為30,按上表對應關係細分數為7.5,不是乙個整數。

細分功能完全是由驅動器靠精確控制電機的相電流所產生的,與電機無關。

3.驅動器細分有什麼優點?

其一, 完全消除了電機的低頻振盪。低頻振盪是步進電機(尤其是反應式電機)的固有特性,而細分是消除它的唯一途徑,如果您的步進電機有時要在共振區工作(如走圓弧),選擇細分驅動器是唯一的選擇。

其二, 提高了電機的輸出轉矩。細分比不細分,輸出轉矩對各種電機都有不同程度的提公升。

其三, 提高了電機的解析度。減小了步距角,提高了步距的均勻度。

4.反應式步進電機與混合式步進電機的區別?

首先,在結構和材料上不同,反應式電機不象混合式電機那樣內部具有永久磁性材料,混合式電機具有一定的自鎖轉矩。

其次,在執行效能上有差別,混合式電機執行時相對較平穩,輸出力矩相對較大,執行聲音小。

再次,兩種電機在**上有差別,反應式電機比混合式電機相對便宜,但並不明顯。

5.步進電機的執行方向和我要求的相反,怎樣調整?

一種方法是改變控制系統的方向訊號。

另一種方法是通過調整電機的接線來改變方向,具體如下表

電機接線方式原來接線序列換向後接線序列

兩相四線 a,a',b,b' a',a,b,b'或者a,a',b',b

三相三線 a,b,c b,a,c或者a,c,b

三相六線 a,a',b,b',c,c' b,b',a,a',c,c'或者a,a',c,c',b,b'

五相五線 a,b,c,d,e e,d,c,b,a

6.電機是二相四相六根和八根線的,而驅動器只要求接四根線,該怎樣使用?

四相混合式電機也稱二相混合式電機,只是四相電機的繞組引出線有多種接法。

四出線電機

1和2為一相,分別接a和/a;3和4為一相,分別接b和/b。

六出線電機

1和2為一相,分別接a和/a;5和6為一相,分別接b和/b。

3和4不用,分別懸空(請勿相連)。

八出線電機

1和3相連,2和4相連,分別接a和/a;5和7相連,6和8相連,分別接b和/b。

7.電機的噪音特別大;而且沒有力,電機本身在振動?

如遇到這種情況時,是因為步進電機工作在振盪區,一般改變輸入訊號頻率cp就可以解決此問題。

8.電機在低速執行時正常,當是頻率略高一點就出現堵轉現象?

遇到這種情況多是因為加在驅動器的電源電壓不夠高引起的;把輸入電壓加高一些,就可以解決此問題,注意不能高於驅動器電源端標註的最高電壓;否則會引起驅動器燒毀.

9.驅動器通電以後,電機在抖動,不能運轉?

遇到這種情況時,首先檢查電機的繞組與驅動器連線有沒有接錯;如沒有接錯再檢查輸入頻率cp是否太高;是否公升降頻設計不合理,參考公升降頻設計;以上原因都不是,可能是驅動器燒毀,請與我們聯絡。

10.公升降速設計

步進電機速度控制是靠輸入的脈衝訊號的變化來改變的,從理論上說,只需給驅動器脈衝訊號即可,每給驅動器乙個脈衝(cp),步進電機就旋轉乙個步距角(細分時為乙個細分步距角)但是實際上,如果脈衝cp訊號變化太快,步進電機由於慣性將跟隨不上電訊號的變化,這時會產生堵轉和丟步現象,所以步進電機在啟動時,必須有公升速過程,在停止時必須有降速過程。一般來說公升速和降速規律相同,以下為公升速為例介紹:

公升速過程由突跳頻率加公升速曲線組成(降速過程反之)。突跳頻率是指步進電機在靜止狀態時突然施加的脈衝啟動頻率,此頻率不可太大,否則也會產生堵轉和丟步。公升降速曲線一般為指數曲線或經過修調的指數曲線,當然也可採用直線或正弦曲線等。

使用者需根據自己的負載選擇合適的突跳頻率和公升降速曲線,找到一條理想的曲線並不容易,一般需要多次『試機』才行。指數曲線在實際軟體程式設計中比較麻煩,一般事先算好時間常數存貯在計算機存貯器內,工作過程中直接選取。

公升降速曲線的設計直接影響電機執行的平穩性、公升降速快慢、電機執行聲音、最高速度、定位精度。

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