網絡整理 發表於 2020-04-20 09:16:40
步進電機驅動器的細分原理介紹，步進電機安裝有帶永久磁性的轉子，而定子至少具有兩個繞線。當轉子磁性與定子繞線保持一致時，將驅動第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關閉，這將導致電機鎖定在想要的步進位置。通過繞線的電流方向還可反向。
在帶有兩個定子繞線的步進電機中，有四個步進以 90° 隔開。步進電機驅動器的細分原理介紹，根據向定子繞線提供的脈衝，可精確控制步進電機移動的步進。步進電機的速度控制可通過向繞線提供脈衝頻率實現，而旋轉方向可通過反向脈衝序列進行更改。電機內部的極片有許多齒，有助於定位相對於定子的轉子位置。一些步進電機的定子級也有齒。根據使用的控制技術，可全步進、半步進或微步進控制步進電機。簡單的方形脈衝可以控制處於全步進的電機，而先進控制技術（如脈寬調製 （PWM））可用於微步進。
步進電機驅動器的細分原理介紹，在國內，廣大用戶對「細分」還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高精度，其實不然，細分主要是改善電機的運行性能，現說明如下：步進伺服電機的細分控制是由驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規驅動器（如常用的恆流斬波方式）驅動該電機，電機每運行一步，其繞組內的電流將從0突變為3A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅動器，在10細分的狀態下驅動該電機，電機每運行一微步，其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規律變化，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優點才是細分的真正優點。由於細分驅動器要精確控制電機的相電流，所以對驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求，成本亦會較高。
需要注意的是，國內有一些驅動器採用「平滑」來取代細分，有的亦稱為細分，但這不是真正的細分，望廣大用戶一定要分清兩者的本質不同：
步進電機驅動器的細分1．「平滑」並不精確控制電機的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以「平滑」並不產生微步，而細分的微步是可以用來精確定位的。
步進電機驅動器的細分2．電機的相電流被平滑後，會引起電機力矩的下降，而細分控制不但不會引起電機力矩的下降，相反，力矩會有所增加。
步進電機驅動器的細分原理介紹，步進電機安裝有帶永久磁性的轉子，而定子至少具有兩個繞線。當轉子磁性與定子繞線保持一致時，將驅動第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關閉，這將導致電機鎖定在想要的步進位置。通過繞線的電流方向還可反向。
1．設置步進驅動器的細分數，通常細分數越高，控制解析度越高。但細分數太高則影響到進給速度。一般來說，對於模具機用戶可考慮脈衝當量為0.001mm/P（此時進給速度為9600mm/min）或者0.0005mm/P（此時進給速度為4800mm/min）；對於精度要求不高的用戶，脈衝當量可設置的大一些，如0.002mm/P（此時進給速度為19200mm/min）或0.005mm/P（此時進給速度為48000mm/min）。對於兩相步進電機，脈衝當量計算方法如下：脈衝當量=絲槓螺距÷細分數÷200。
2．起跳速度：該參數對應步進電機的起跳頻率。所謂起跳頻率是步進電機不經過加速，能夠直接啟動工作的頻率。合理地選取該參數能夠提高加工效率，並且能避開步進電機運動特性不好的低速段；但是如果該參數選取大了，就會造成悶車，所以一定要留有餘量。在電機的出廠參數中，一般包含起跳頻率參數。但是在工具機裝配好後，該值可能發生變化，一般要下降，特別是在做帶負載運動時。所以，該設定參數是在參考電機出廠參數後，再實際測量決定。
3．單軸加速度：用以描述單個進給軸的加減速能力，單位是毫米/秒平方。這個指標由工具機的物理特性決定，如運動部分的質量、進給電機的扭矩、阻力、切削負載等。這個值越大，在運動過程中花在加減速過程中的時間越小，效率越高。通常，對於步進電機，該值在100 ~ 500之間，對於伺服電機系統，可以設置在400 ~ 1200之間。在設置過程中，開始設置小一點，運行一段時間，重複做各種典型運動，注意觀察，如果沒有異常情況，然後逐步增加。如果發現異常情況，則降低該值，並留50%~100%的保險餘量。
4．彎道加速度：用以描述多個進給軸聯動時的加減速能力，單位是毫米/秒平方。它決定了工具機在做圓弧運動時的速度。這個值越大，工具機在做圓弧運動時的允許速度越大。通常，對於步進電機系統組成的工具機，該值在400~1000之間，對於伺服電機系統，可以設置在1000 ~ 5000之間。如果是重型工具機，該值要小一些。在設置過程中，開始設置小一點，運行一段時間，重複做各種典型聯動運動，注意觀察，如果沒有異常情況，然後逐步增加。如果發現異常情況，則降低該值，並留50%~100%的保險餘量。
通常考慮到步進電機的驅動能力、機械裝配的摩擦、機械部件的承受能力，可以在廠商參數中修改各個軸的速度，對工具機用戶實際使用時的三個軸速度予以限制。
5．根據三個軸零點傳感器的安裝位置，設置廠商參數中的回機械原點參數。當設置正確後，可運行「操作」菜單中的「回機械原點」。先單軸回，如果運動方向正確則繼續回，否則需停止，重新設置設置廠商參數中的回機械原點方向，直至所有軸都可回機械原點。
6．設置自動加油參數（設置得小一些，如5秒加一次油），觀察自動加油是否正確，如果正確，則將自動加油參數設置到實際需要的參數。
電子齒輪和脈衝當量的設定值是否匹配。可以在工具機的任意一根軸上做個標記，在軟體中把該點坐標設為工作零點，用直接輸入指令、點動或手輪等工作方式使該軸走固定距離，用遊標卡尺測量實際距離與軟體中坐標顯示距離是否相附。
8．測定有無丟脈衝。可以用直觀的方法：用一把尖刀在工件毛坯上點一個點，把該點設為工作原點，抬高Z軸，然後把Z軸坐標設為0；反覆使工具機運動，比如空刀跑一個典型的加工程序。
步進電機驅動器細分和不細分的區別： 細分驅動精度高。
細分是步進電機驅動器將上級裝置發出的每個脈衝按步進電機驅動器設定的細分係數分成係數個脈衝輸出。
比喻步進電機每轉一圈為200個脈衝，如果步進電機驅動器細分為32，那麼步進電機驅動器需要輸出6400個脈衝步進電機才轉一圈。
通常步進電機細分有2，4，8，16，32，62，128，256，512.。。.
在國外，對於步進電機系統，主要採用二相混合式步進電機及相應的細分步進電機驅動器。但在國內，廣大用戶對「細分」還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高步進電機精度，其實不然，細分主要是改善步進電機的運行性能，現說明如下：
步進電機的細分控制是由步進電機驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的，以二相步進電機為例，假如步進電機的額定相電流為3A，如果使用常規步進電機驅動器（如常用的恆流斬波方式）驅動該步進電機，步進電機每運行一步，其繞組內的 電流將從0突變為3A或從3A突變到0，步進電機相電流的巨大變化，必然會引起步進電機運行的振動和噪音。如果使用細分步進電機驅動器，在10細分的狀態下驅動該步進電機，步進電機每運行一微步，其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規律變化，這樣就大大的改善了步進電機的振動和噪音，因此，在性能上的優點才是細分的真正優點。
由於細分步進電機驅動器要精確控制步進電機的相電流，所以對步進電機驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求，成本亦會較高。
注意，國內有一些步進電機驅動器採用「平滑」來取代細分，有的亦稱為細分，但這不是真正的細分，望廣大用戶一定要分清兩者的本質不同：
1．「平滑」並不精確控制步進電機的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以「平滑」並不產生微步，而細分的微步是可以用來精確定位的。
2．步進電機的相電流被平滑後，會引起步進電機力矩的下降，而步進電機驅動器細分控制不但不會引起步進電機力矩的下降，相反，步進電機力矩會有所增加。
小編推薦閱讀：
步進電機驅動器工作電流的調節_步進電機驅動器報警原因
步進電機驅動器調速方法_步進電機驅動器的作用
步進電機驅動器有什麼參數_步進電機驅動器常見故障維修
打開APP閱讀更多精彩內容聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴