步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)講解

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1、步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)http://yonyon.taobao.com步進(jìn)電機(jī)入門(mén)控制講解1.步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)-混合式步進(jìn)電機(jī)2.細(xì)分控制原理3.H橋驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)L6205為例4.矢量控制5.加減速度控制6.衰減模式細(xì)分控制原理1.在一步中，二個(gè)線(xiàn)圈給不同的電流形成的合力的夾角，就形成了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，來(lái)達(dá)到細(xì)分的目的。2.如果單純給脈沖一個(gè)脈沖只能走一步，然后停下來(lái)，在一個(gè)新的平衡位置。3.不斷的給這二個(gè)線(xiàn)圈加以相位90度的正弦波，步進(jìn)電機(jī)就開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)了。（以二相4拍混合式步進(jìn)電機(jī)為例，三相相差120度）二相四拍步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)波形步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)4相8拍驅(qū)動(dòng)波

2、形步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)步進(jìn)電機(jī)控制入門(mén)1.L6205+L6506才能恒流驅(qū)動(dòng)2.恒流驅(qū)動(dòng)的好處就是慢速的時(shí)候基本不受電機(jī)電感的影響，使得微步距比較均勻。3.當(dāng)然為了降低成本直接采用H橋也是可行的。4.下面就以L6205為例SPWM控制5.右圖正弦波就代表PWM占空比的多少6.占空比為100和0%時(shí)為最大力矩50%電流為0SIN-SIN=》SIN原理高電平減去低電平時(shí)導(dǎo)通的電流就是此時(shí)的電流。然后將這個(gè)占空比依次調(diào)整為按正弦變化。7.L6205已經(jīng)包含1US死區(qū)，如果是其它MOS需要插入死區(qū)以免H橋損壞。矢量控制速度V2V3V1T2T0T2`T1T3位置1.當(dāng)目標(biāo)位置T2<當(dāng)前位置

3、T0減速并反轉(zhuǎn)，加速，勻速到指定位置2.當(dāng)目標(biāo)位置T1，T3>當(dāng)前位置T0加速勻速到指定位置矢量控制1.V1V2最高速度？為總行程的1/3少或更少根需要還有負(fù)載情況2.V3什么時(shí)候減速？加速多少減速多少。這要根據(jù)負(fù)載情況3.關(guān)于負(fù)載的計(jì)算這里舉例克服摩擦做功的例子步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)頻率1.步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)頻率一般可以到1KHZ2.但是根據(jù)帶負(fù)載的不同會(huì)有所降低需要實(shí)際測(cè)試。3.下面是計(jì)算方法4.為了快速平穩(wěn)到達(dá)目標(biāo)位置過(guò)低太慢，過(guò)高失步。要適中。加減速度控制1.用計(jì)算機(jī)計(jì)算查表方法計(jì)算快速2.根據(jù)需要采用離散法對(duì)S曲線(xiàn)擬合。為方便使用已經(jīng)整理成上位機(jī)軟件。步進(jìn)電機(jī)加速控制1.步進(jìn)電

4、機(jī)多數(shù)矩頻特性也就是力矩曲線(xiàn)就指數(shù)下降型2.那么我們加用加速曲線(xiàn)也應(yīng)該用指數(shù)曲線(xiàn)型低數(shù)加速快，高速加速慢3.為了獲得更好的剎車(chē)效果可以將指數(shù)曲線(xiàn)優(yōu)化稍微像一個(gè)S型4.帶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)要比啟動(dòng)頻率低，正常運(yùn)轉(zhuǎn)又要比最高頻率低。5.如下圖1.2.3.H橋驅(qū)動(dòng)衰減模式?運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)里匹配步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的5個(gè)簡(jiǎn)單步驟：?1.選擇合適的電機(jī)（基于對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩的要求）。?2.確認(rèn)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)中各相電感之間誤差在±5%以?xún)?nèi)。?3.選擇合適的驅(qū)動(dòng)器。如果可能的話(huà)，獲得驅(qū)動(dòng)器輸出的電流波形圖。?4.確認(rèn)驅(qū)動(dòng)器上有提高運(yùn)行平穩(wěn)性的功能或者選項(xiàng)，如調(diào)節(jié)續(xù)流阻尼深度（慢速或者快速電流衰減）或可調(diào)整電流

5、波形的電位器。?5.根據(jù)驅(qū)動(dòng)器特性匹配電機(jī)電感量。通常說(shuō)來(lái)，高電感量電機(jī)低速性能較好，但是需要驅(qū)動(dòng)器具備高電流阻尼（快速續(xù)流），能讓電流在續(xù)流期間快速下降。阻尼有助于電感的快速放電。低電感量電機(jī)高速性能好，如果驅(qū)動(dòng)器能提供較低的電流阻尼（慢速續(xù)流），那么這些電機(jī)將呈現(xiàn)出良好的工作特性，因?yàn)樗麄冊(cè)陔姼心芰啃狗胚^(guò)程中無(wú)需特別的阻尼幫助。對(duì)于一些電感量中等的電機(jī)來(lái)說(shuō)，可以選擇具備混合續(xù)流能力的驅(qū)動(dòng)器。?6.電機(jī)快速時(shí)一般采用快速衰減模式低速時(shí)采用慢速衰減模式。?7.現(xiàn)在的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分的方式基本上都是電流細(xì)分法，將相電流按正弦波相切得到的電流點(diǎn)作為細(xì)分點(diǎn)。在相電流達(dá)到細(xì)分點(diǎn)時(shí)就要控制

6、電流進(jìn)行控制衰減，否則得話(huà)就會(huì)出現(xiàn)角度過(guò)沖也就無(wú)法準(zhǔn)確的停留在細(xì)分角度上。電機(jī)的速度不同選擇的衰減模式不同。高速時(shí)快衰減、低速時(shí)慢衰減。高速時(shí)慢衰減就會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)大、噪音高等問(wèn)題。低速時(shí)選擇快衰減就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無(wú)力嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)。電機(jī)控制IC上的電流衰減所針對(duì)的是H橋開(kāi)關(guān)管的控制模式。慢衰減時(shí)高側(cè)管關(guān)閉，快衰減時(shí)高低側(cè)管都關(guān)閉?；旌纤p是先是以快速衰減然后以慢速衰減，混合衰減的時(shí)間比例因芯片和功率也個(gè)不相同。H橋驅(qū)動(dòng)衰減模式?電流衰減模式特點(diǎn)及應(yīng)用?①緩慢衰減模式的特點(diǎn)：?馬達(dá)在緩慢衰減時(shí)由于輸出電流穩(wěn)定的減少，所以電流的波紋會(huì)比較小，對(duì)?馬達(dá)轉(zhuǎn)距會(huì)比較有利，但是在小電流的

7、領(lǐng)域里，會(huì)因?yàn)殡娏鞯目刂茞夯斐奢敵?電流增加，而且在半步進(jìn)、四分之一步進(jìn)模式下容易受到高脈沖頻率驅(qū)動(dòng)時(shí)馬達(dá)?反向電動(dòng)勢(shì)的影響，所以它不會(huì)隨著電流限制值的變化而變化，會(huì)造成電流波形?變形和馬達(dá)震動(dòng)。所以它比較適合在全步進(jìn)模式或者低脈沖頻率驅(qū)動(dòng)時(shí)的半步進(jìn)?模式、四分之一步進(jìn)模式使用。?②快速衰減模式的特點(diǎn)?馬達(dá)在快速衰減時(shí)由于輸出電流急速減少，所以可以減低在高速驅(qū)動(dòng)時(shí)電流?波形的變形，但是輸出電流的波紋會(huì)變大這會(huì)使平均電流下降（可以加大電流限?制值來(lái)改善，但是也要考慮到輸出額定電流），造成：①馬達(dá)轉(zhuǎn)距的降