步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分原理及驅(qū)動(dòng)器繞組說(shuō)明
步進(jìn)電機(jī)安裝有永磁轉(zhuǎn)子,定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機(jī)架)至少有兩個(gè)繞組。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)不能直接接工頻交流或直流電源工作,而必須使用專用驅(qū)動(dòng)器,它由脈沖發(fā)生控制單元、電源驅(qū)動(dòng)單元、和一個(gè)保護(hù)單元。虛線包圍的兩個(gè)單元可以由微機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到脈沖信號(hào)時(shí),它驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)沿設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)以一個(gè)固定的角度步進(jìn)運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁性與定子繞組一致時(shí),將驅(qū)動(dòng)第二個(gè)繞組。兩個(gè)繞組交替開啟和關(guān)閉,這將使電機(jī)鎖定在所需的步進(jìn)位置。通過(guò)繞組的電流方向也可以反轉(zhuǎn)。
在具有兩個(gè)定子繞組的步進(jìn)電機(jī)中,有四個(gè)相隔90°的步進(jìn)。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的開環(huán)控制電機(jī)。它是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件,應(yīng)用廣泛。在非過(guò)載情況下,電機(jī)轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí),它驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)以一個(gè)固定的角度步進(jìn)運(yùn)行??梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移,從而達(dá)到精確定位的目的;同時(shí),通過(guò)控制脈沖頻率可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
根據(jù)提供給定子繞組的脈沖,可以精確控制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速可以通過(guò)給繞組提供脈沖頻率來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)反向脈沖序列可以改變旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)內(nèi)部的極片有許多齒,以幫助定位轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。一些步進(jìn)電機(jī)在定子級(jí)也有齒。根據(jù)所采用的控制技術(shù),步進(jìn)電機(jī)可以進(jìn)行全步、半步或微步控制。一個(gè)簡(jiǎn)單的方脈沖可以控制電機(jī)全步進(jìn),相電流的巨大變化必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)和噪音。
如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng),在10細(xì)分狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)電機(jī),電機(jī)每微步運(yùn)行,其繞組電流變化僅為0.3A而不是3A,電流呈正弦曲線規(guī)律變化,大大提高電機(jī)的振動(dòng)和噪音。所以,性能優(yōu)勢(shì)才是真正的細(xì)分優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榧?xì)分驅(qū)動(dòng)器需要精確控制電機(jī)的相電流,所以驅(qū)動(dòng)器必須有非常高的技術(shù)要求和工藝要求,成本會(huì)更高。注意國(guó)內(nèi)部分司機(jī)采用;光滑的;代替細(xì)分,有的也叫精,但是,這并不是真正的細(xì)分。
1.平滑;不能精確控制電機(jī)的相電流,只是減緩電流的變化率,所以;平滑;不產(chǎn)生微步,細(xì)分的微步可用于精確定位。
2、電機(jī)相電流平滑后,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小,細(xì)分控制不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小,反而會(huì)增加轉(zhuǎn)矩。