步進驅動器_步進驅動器原理_步進電機驅動器選型

　　步進驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。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轉動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速和定位的目的。廣泛應用于雕刻機、水晶研磨機、中型數(shù)控機床、腦電繡花機、包裝機械、噴泉、點膠機、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設備上。

　　它是一種能使步進電機運轉的功率放大器，能把控制器發(fā)來的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，電機的轉速與脈沖頻率成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調速，控制脈沖數(shù)就可以精確定位。

　　步進驅動器原理

　　1.恒流驅動

　　恒流控制的基本思想是通過控制主電路中MOSFET的導通時間，即調節(jié)MOSFET觸發(fā)信號的脈沖寬度，來達到控制輸出驅動電壓進而控制電機繞組電流的目的。

　　2.單極性驅動

　　單極性 （unipolar） 和雙極性 （bipolar） 是步進電機最常采用的兩種驅動架構。單極性驅動電路使用四顆晶體管來驅動步進電機的兩組相位，電機結構則如圖1所示包含兩組帶有中間抽頭的線圈，整個電機共有六條線與外界連接。這類電機有時又稱為四相電機，但這種稱呼容易令人混淆又不正確，因為它其實只有兩個相位，精確的說法應是雙相位六線式步進電機。六線式步進電機雖又稱為單極性步進電機，實際上卻能同時使用單極性或雙極性驅動電路。

　　3.雙極性驅動

　　雙極性步進電機的驅動電路則如圖2所示，它會使用八顆晶體管來驅動兩組相位。雙極性驅動電路可以同時驅動四線式或六線式步進電機，雖然四線式電機只能使用雙極性驅動電路，它卻能大幅降低量產型應用的成本。雙極性步進電機驅動電路的晶體管數(shù)目是單極性驅動電路的兩倍，其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅動，上端晶體管則需要成本較高的上端驅動電路。雙極性驅動電路的晶體管只需承受電機電壓，所以它不像單極性驅動電路一樣需要箝位電路。

　　4.微步驅動

　　微步驅動技術是一種電流波形控制技術。其基本思想是控制每相繞組電流的波形，使其階梯上升或下降，即在0和最大值之間給出多個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，定子磁場的旋轉過程中也就有了多個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，對應于電機轉子旋轉的步數(shù)增多、步距角減小。采用細分驅動技術可以大大提高步進電機的步矩分辨率，減小轉矩波動，避免低頻共振及降低運行噪聲 。

　　步進電機驅動器選型

　　由于步進電機及驅動器型號較多、種類較多，用戶在選擇時應有一定的講究，這樣才能以最優(yōu)的性能、最低的價格選擇好自己所需的產品。

　　1、 首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。

　　最簡單的方法是在負載軸上加一杠桿，用彈簧秤拉動杠桿，拉力乘以力臂長度既是負載力矩。或者根據(jù)負載特性從理論上計算出來。

　　由于步進電機是控制類電機，所以目前常用步進電機的最大力矩不超過45Nm，力矩越大，成本越高，如果您所選擇的電機力矩較大或超過此范圍，可以考慮加配減速裝置。

　　2、 確定步進電機的最高運行轉速。

　　轉速指標在步進電機的選取時至關重要，步進電機的特性是隨著電機轉速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多參數(shù)有關，如：驅動器的驅動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等，一般的規(guī)律是：驅動電壓越高，力矩下降越慢;電機的相電流越大，力矩下降越慢。www.diangon.com在設計方案時，應使電機的轉速控制在600轉/分或800轉/分以內，當然這樣說很不規(guī)范，可以參考〈矩-頻特性〉。

　　3、根據(jù)負載最大力矩和最高轉速這兩個重要指標，再參考〈矩-頻特性〉，就可以選擇出適合自己的步進電機。如果您認為自己選出的電機太大，可以考慮加配減速裝置，這樣可以節(jié)約成本，也可以使您的設計更靈活。要選擇好合適的減速比，要綜合考慮力矩和速度的關系，選擇出最佳方案。

　　4、最后還要考慮留有一定的（如50%）力矩余量和轉速余量。

　　5、可以先選擇混合式步進電機，如果由于價格因素，可以選取反應式步進電機。

　　6、盡量選取細分驅動器，且使驅動器工作在細分狀態(tài)。

　　7、選取時且勿走入只看電機力矩這一個指標的誤區(qū)，也就是說并非電機的扭矩越大越好，要和速度指標一起考慮。

　　8、超小型驅動器和微型驅動器是靠外殼作為散熱器的，應固定在較大、較厚的金屬板上或外加風機散熱，如果沒有散熱條件，而驅動器又工作在轉速較低的場合（這時驅動器發(fā)熱較大），可以選用帶風機的90型驅動器代替。

　　步進電機驅動器產品選型介紹如下：（僅供參考）