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zhidaoshenmo
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樓主  發(fā)表于: 2010-01-10 17:56
1.什么是步進電機,什么是步進電機驅(qū)動器?
   步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的, 其特點是沒有積累誤差, 所以廣泛應用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動, 這種裝置就是步進電機驅(qū)動器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移, 或者說: 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。
   所以,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調(diào)速;控制步進脈沖的個數(shù),可以對電機精確定位目的。

 
2.什么是驅(qū)動器的細分?什么是運行拍數(shù)?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(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號,電機所轉(zhuǎn)動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值,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(qū)動器有關,參見下表(以86BYG250A電機為例):
電機固有步距角 運行拍數(shù) 細分數(shù) 電機運行時的真正步距角
0.9°/1.8° 8 驅(qū)動器工作在2細分即半步狀態(tài) 0.9°
0.9°/1.8° 20 細分驅(qū)動器工作在5細分狀態(tài) 0.36°
0.9°/1.8° 40 細分驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài) 0.18°
0.9°/1.8° 80 細分驅(qū)動器工作在20細分狀態(tài) 0.09°
0.9°/1.8° 160 細分驅(qū)動器工作在40細分狀態(tài) 0.045°

  簡單地講,細分數(shù)就是指電機運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(qū)動器工作在10細分狀態(tài)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(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)時,控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖,電機轉(zhuǎn)動1.8°;而用細分驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,電機只轉(zhuǎn)動了0.18° ,這就是細分的基本概念。

  更為準確地描述驅(qū)動器細分特性的是運行拍數(shù),運行拍數(shù)指步進電機運行時每轉(zhuǎn)一個齒距所需的脈沖數(shù)。86BYG250A電機有50個齒,如果運行拍數(shù)設置為160,那么步進電機旋轉(zhuǎn)一圈總共需要50×160=8000步;對應步距角為360°÷8000=0.045°。請注意,如果運行拍數(shù)設為30,按上表對應關系細分數(shù)為7.5,不是一個整數(shù)。

  細分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生的,與電機無關。

 
3.驅(qū)動器細分有什么優(yōu)點?
  其一, 完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(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(qū)工作(如走圓。,選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。
  其二, 提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。細分比不細分,輸出轉(zhuǎn)矩對各種電機都有不同程度的提升。

  其三, 提高了電機的分辨率。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(qū)別?
  首先,在結(jié)構和材料上不同,反應式電機不象混合式電機那樣內(nèi)部具有永久磁性材料,混合式電機具有一定的自鎖轉(zhuǎn)矩。

  其次,在運行性能上有差別,混合式電機運行時相對較平穩(wěn),輸出力矩相對較大,運行聲音小。

  再次,兩種電機在價格上有差別,反應式電機比混合式電機相對便宜,但并不明顯。

 
5.步進電機的運行方向和我要求的相反,怎樣調(diào)整?  
  一種方法是改變控制系統(tǒng)的方向信號。
  另一種方法是通過調(diào)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 換向后接線序列
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(qū)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蕩區(qū),一般改變輸入信號頻率CP就可以解決此問題。

 
8.電機在低速運行時正常,當是頻率略高一點就出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象?  
  遇到這種情況多是因為加在驅(qū)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,注意不能高于驅(qū)動器電源端標注的最高電壓;否則會引起驅(qū)動器燒毀.
 
9.驅(qū)動器通電以后,電機在抖動,不能運轉(zhuǎn)?  
  遇到這種情況時,首先檢查電機的繞組與驅(qū)動器連接有沒有接錯;如沒有接錯再檢查輸入頻率CP是否太高;是否升降頻設計不合理,參考升降頻設計;以上原因都不是,可能是驅(qū)動器燒毀,請與我們聯(lián)系。
 
10.升降速設計  
   步進電機速度控制是靠輸入的脈沖信號的變化來改變的,從理論上說,只需給驅(qū)動器脈沖信號即可,每給驅(qū)動器一個脈沖(CP),步進電機就旋轉(zhuǎn)一個步距角(細分時為一個細分步距角)但是實際上,如果脈沖CP信號變化太快,步進電機由于慣性將跟隨不上電信號的變化,這時會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步現(xiàn)象,所以步進電機在啟動時,必須有升速過程,在停止時必須有降速過程。一般來說升速和降速規(guī)律相同,以下為升速為例介紹:

   升速過程由突跳頻率加升速曲線組成(降速過程反之)。突跳頻率是指步進電機在靜止狀態(tài)時突然施加的脈沖啟動頻率,此頻率不可太大,否則也會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。升降速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線,當然也可采用直線或正弦曲線等。用戶需根據(jù)自己的負載選擇合適的突跳頻率和升降速曲線,找到一條理想的曲線并不容易,一般需要多次‘試機’才行。指數(shù)曲線在實際軟件編程中比較麻煩,一般事先算好時間常數(shù)存貯在計算機存貯器內(nèi),工作過程中直接選取。

  

升降速曲線的設計直接影響電機運行的平穩(wěn)性、升降速快慢、電機運行聲音、最高速度、定位精度。

 
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