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步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分原理及相關(guān)說(shuō)明

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步進(jìn)電機(jī)安裝有帶永久磁性的轉(zhuǎn)子,而定子至少具有兩個(gè)繞線(xiàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁性與定子繞線(xiàn)保持一致時(shí),將驅(qū)動(dòng)第二個(gè)繞線(xiàn)。兩個(gè)繞線(xiàn)交替開(kāi)啟和關(guān)閉,這將導(dǎo)致電機(jī)鎖定在想要的步進(jìn)位置。通過(guò)繞線(xiàn)的電流方向還可反向。

在帶有兩個(gè)定子繞線(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)中,有四個(gè)步進(jìn)以 90° 隔開(kāi)。根據(jù)向定子繞線(xiàn)提供的脈沖,可精確控制步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的步進(jìn)。步進(jìn)電機(jī)的速度控制可通過(guò)向繞線(xiàn)提供脈沖頻率實(shí)現(xiàn),而旋轉(zhuǎn)方向可通過(guò)反向脈沖序列進(jìn)行更改。電機(jī)內(nèi)部的極片有許多齒,有助于定位相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)子位置。一些步進(jìn)電機(jī)的定子級(jí)也有齒。根據(jù)使用的控制技術(shù),可全步進(jìn)、半步進(jìn)或微步進(jìn)控制步進(jìn)電機(jī)。簡(jiǎn)單的方形脈沖可以控制處于全步進(jìn)的電機(jī),而先進(jìn)控制技術(shù)(如脈寬調(diào)制 (PWM))可用于微步進(jìn)。 在國(guó)內(nèi),廣大用戶(hù)對(duì)“細(xì)分”還不是特別了解,有的只是認(rèn)為,細(xì)分是為了提高精度,其實(shí)不然,細(xì)分主要是改善電機(jī)的運(yùn)行性能,現(xiàn)說(shuō)明如下:步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制是由驅(qū)動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的,以二相電機(jī)為例,假如電機(jī)的額定相電流為3A,如果使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)器(如常用的恒流斬波方式)驅(qū)動(dòng)該電機(jī),電機(jī)每運(yùn)行一步,其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)和噪音。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)該電機(jī),電機(jī)每運(yùn)行一微步,其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線(xiàn)規(guī)律變化,這樣就大大的改善了電機(jī)的振動(dòng)和噪音,因此,在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細(xì)分的真正優(yōu)點(diǎn)。由于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器要精確控制電機(jī)的相電流,所以對(duì)驅(qū)動(dòng)器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和工藝要求,成本亦會(huì)較高。注意,國(guó)內(nèi)有一些驅(qū)動(dòng)器采用“平滑”來(lái)取代細(xì)分,有的亦稱(chēng)為細(xì)分,但這不是真正的細(xì)分,望廣大用戶(hù)一定要分清兩者的本質(zhì)不同:1.“平滑”并不精確控制電機(jī)的相電流,只是把電流的變化率變緩一些,所以“平滑”并不產(chǎn)生微步,而細(xì)分的微步是可以用來(lái)精確定位的。2.電機(jī)的相電流被平滑后,會(huì)引起電機(jī)力矩的下降,而細(xì)分控制不但不會(huì)引起電機(jī)力矩的下降,相反,力矩會(huì)有所增加。

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