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                你知道三種步進電機驅動方式的優缺點嗎?

                瀏覽次數:107       日期:2018-05-23

                        步進電機驅動方式有三種,但你知道其中的區別嗎?不知道?呵呵,我來帶你瞅一瞅。
                        眾所周知,步進電機的驅動辦法有整步,半步,細分驅動。三者既有差異又有聯絡,現在,市面上許多驅動器支撐細分驅動辦法。
                  我們都知道步進電動機是一種把電脈沖信號轉換成機械角位移的操控電機,常作為數字操控體系中的履行元件。當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向滾動一個固定的視點(這個視點叫做歩距角)。
                  正常運動情況下,它每轉一周具有固定的步數;做接連步進運動時,其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率堅持嚴格的對應聯系,不受電壓動搖和負載改變的影響。本文小編將帶領我們具體的了解步進電機整步驅動、半步驅動、細分驅動的工作原理及優缺陷。
                  步進電機的驅動辦法
                  如下圖是兩相步進電機的內部定子示意圖,為了使電機的轉子能夠接連、平穩地滾動,定子有必要發生一個接連、均勻的磁場。因為從微觀上看,電機轉子一直跟從電機定子組成的磁場方向。假如定子組成的磁場改變太快,轉子跟從不上,這時步進電機就出現失步現象。
                                                       步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                  既然電機轉子是跟從電機定子磁場滾動,而電機定子磁場的強度和方向是由定子組成電流決議且成正比。即只需操控電機的定子電流,則能夠達到驅動電機的目的。下圖是兩相步進電機的電流組成示意圖。其間Ia是由A-A`相發生,Ib是由B-B`相發生,它們兩個組成后發生的電流I就是電機定子的組成電流,它能夠代表電機定子發生磁場的巨細和方向。
                                                                           步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                  根據以上步進電機的布景描繪,關于步進電機的整步、半步、細分的三種驅動辦法,都會是同一種辦法,僅僅電流把一個圓(360°)切割的粗細程度不同。
                  1、整步驅動
                  關于整步驅動辦法,電機是走一個整步,如關于一個步進角是3.6°的步進電機,整步驅動是每走一步是走3.6°。
                  下圖是整步驅動辦法中,電機定子的電流次序示意圖:
                  由上圖可知,整步驅動每一時間只要一個相通電,所以這種驅動辦法的驅動電路能夠是很簡略,程序代碼也是相對簡略完成,且由上圖能夠得到電機整步驅動相序如下:
                  BB’→A’A→B’B→AA’→BB’
                  下圖是這種驅動辦法的電流矢量切割圖:
                                                                            步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  可見,整步驅動辦法的電流矢量把一個圓均勻切割成四份。
                 
                  下圖是整步驅動辦法的A、B相的電流I vs T圖:

                                                      步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  總結:
                 
                  能夠看出,整步驅動的缺陷:描出的正弦波是粗糙的。運用這種辦法驅動步進電機,低速時電時機顫動,噪聲會比較大??墒?,這種驅動辦法的長處:不管在硬件或軟件上都是相對簡略,從而驅動器制作本錢簡略得到操控。
                 
                  2、半步驅動
                 
                  關于半步驅動辦法,電機是走一個半步,如關于一個步進角是3.6°的步進電機,半步驅動是每走一步,是走1.8°(3.6°/2)。
                 
                  下圖是半步驅動辦法中,電機定子的電流次第示意圖:
                 步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  由上圖可見,半步驅動辦法的比整步驅動辦法相對雜亂一些,在同一時間,可能兩個相都需求被通電,假如要求電機滾動的力矩平穩,則需求在兩相一起通電時,通電電流應該為單相通電電流的sin(45°),即√2/2。當然,能夠直接通以和單相通電流持平的電流,結果是電機滾動進程中的力矩不穩定,但它帶來的優點是驅動電路或軟件編寫的簡化。
                 
                  以下是這種的驅動辦法的驅動相序:
                 
                  BB’→BB’ A’A→A’A→B’B A’A→ B’B→B’B AA’→AA’→ AA’ BB’
                 
                  假如需求回轉,只需按以上相序的逆向進行通電即可。
                 
                  當按以上相序對電機通電,發生的電流矢量則能夠把一個圓切割成8份,如下圖所示:
                 
                  半步驅動一方面使電機的步進分辨率進步了一倍,且電機工作會更為平穩。
                 
                  比照地,半步驅動辦法的兩相電流圖如下圖所示:
                 步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  總結:
                 
                  由上圖看出,半步驅動辦法的長處:描出的正弦波較之整步驅動辦法,有了改觀,進步了精度。這樣的優點是在無需更改電機的情況下,電機的步進角分辨率進步了一倍,且電機工作相對安靜一些。
                 
                  3、細分驅動
                 
                  如下圖,能夠看出某種規則:
                                                       步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  看上圖,電流矢量切割圓越來越稠密,如上圖的c。這是4細分驅動的切割圖,從微觀上可幻想,電機轉子走一步的視點將會隨著細分數的添加而減小,電機滾動也越來越平穩、安靜。從某種意義上,整步和半步驅動也是細分驅動的相同,它們的聯系就如正方形和長方形的聯系。
                                                    步進電機
                  一文解析步進電機三種驅動辦法的優缺陷
                 
                  上圖是4細分驅動辦法的兩相電流圖,由圖看出,這時每相電流的曲線較半步驅動時的電流曲線愈加細膩。
                 
                  電流細分是細分驅動的其間一種辦法,恒流的完成常用斬波驅動,給定的電流是以正弦波散布。另一種為電壓細分,這種辦法是比正弦波的電壓驅動電機的線圈,能夠不需求反應地完成電機的細分驅動,可是因為電機的反電勢等的作用,正弦波電壓驅動并不能發生正弦波的電流,作用沒有電流細分好,可是它的驅動電路相對簡略。
                 
                  總結:
                 
                  細分能夠進步電機的步進角分辨率,可是,這并不是細分驅動的初衷,而是為了減緩步進電機工作進程的轟動和噪聲,使電機的力矩輸出更平穩。這有點像數碼相機的光學變焦和數字變焦的聯系,進步步進體系分辨率最好依托電機自身和機械結構。
                 
                在工程使用中,電機的細分數可能不同,在低速時,可增大細分數,當速度添加時,減少細分數。 
                 

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