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1、怎么確定步進電機脈沖頻率步進電機驅動及控制技術解答??????????????南京步進電機廠技術部1.步進電機為什么要配步進電機驅動器才能工作?????步進電機作為一種控制精密位移及大范圍調速專用的電機,它的旋轉是以自身固有的步距角角(轉子與定子的機械結構所決定)一步一步運行的,其特點是每旋轉一步,步距角始終不變,能夠保持精密準確的位置。所以無論旋轉多少次,始終沒有積累誤差。由于控制方法簡單,成本低廉,廣泛應用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行需要有脈沖分配的功率型電子裝置進行驅動,這就是步進電機驅動器。它接收控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號,按照步進電機
2、的結構特點,順序分配脈沖,實現(xiàn)控制角位移、旋轉速度、旋轉方向、制動加載狀態(tài)、自由狀態(tài)。控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號,通過驅動器就能夠驅動步進電機旋轉一個步距角。步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。角位移量與脈沖個數(shù)相關。步進電機停止旋轉時,能夠產生兩種狀態(tài):制動加載能夠產生最大或部分保持轉矩(通常稱為剎車保持,無需電磁制動或機械制動)及轉子處于自由狀態(tài)(能夠被外部推力帶動輕松旋轉)。步進電機驅動器,必須與步進電機的型號相匹配。否則,將會損壞步進電機及驅動器。2.什么是驅動器的細分?運行拍數(shù)與步距角是什么關系???“細分”是針對“步距角”而言的。
3、沒有細分狀態(tài),控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號,步進電機就按照整步旋轉一個特定的角度。步進電機的參數(shù),都會給出一個步距角的值。如110BYG250A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°),這是步進電機固有步距角。通過步進電機驅動器設置的細分狀態(tài),步進電機將會按照細分的步距角旋轉位移角度,從而實現(xiàn)更為精密的定位。以110BYG250A電機為例,列表說明: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°82細分,即半步狀態(tài)0.9°0.9°/1.8°205細分狀態(tài)0.36°0.9°/1.
4、8°4010細分狀態(tài)0.18°0.9°/1.8°8020細分狀態(tài)0.09°0.9°/1.8°16040細分狀態(tài)0.045°????可用看出,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。例如,驅動器工作在10細分狀態(tài)時,其步距角只有步進電機固有步距角的十分之一。當驅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,步進電機旋轉1.8°;而用細分驅動器工作在10細分狀態(tài)時,電機只轉動了0.18°。其實,細分就是步進電機按照微小的步距角旋轉,也就是常說的微步距控制。當然,不同的場合,有不同的控制要求。并不是說,驅動步進電
5、機必須要求細分。有些步進電機的步距角設計為3.6°、7.5°、15°、36°、180°,就是為了加大步距角,以適應特殊的工況條件。細分功能,只是是由驅動器采用精確控制步進電機的相電流方法,與步進電機的步距角無關,而與步進電機實際工作狀態(tài)相關。????運行拍數(shù)與驅動器細分的關系是:運行拍數(shù)指步進電機運行時每轉一個齒距所需的脈沖數(shù)。例如:110BYG250A電機有50個齒,如果運行拍數(shù)設置為160,那么步進電機旋轉一圈總共需要50×160=8000步;對應步距角為360°÷8000=0.045°。這就是驅動器設置為40細分狀態(tài)。對于用戶來說,沒有
6、必要去計算幾步幾拍,這是生產廠家配套的事情。用戶只要知道:控制系統(tǒng)所發(fā)出的脈沖率數(shù),除以細分數(shù),就是步進電機整步運行的脈沖數(shù)。例如:步進電機的步距角為1.8°時,每秒鐘200個脈沖,步進電機就能夠在一秒鐘內旋轉一圈;當驅動器設置為40細分狀態(tài),步進電機每秒鐘旋轉一圈的脈沖數(shù),就要給到8000個。3.驅動器細分有什么好處?????步進電機驅動器采用細分功能,能夠消除步進電機的低頻共振(震蕩)現(xiàn)象,減少振動,降低工作噪音。隨著驅動器技術的不斷提高,當今,步進電機在低速工作時的噪音已經與直流電機相差無幾。低頻共振是步進電機(尤其是反應式電機)的固有
7、特性,只有采用驅動器細分的辦法,才能減輕或消除。????利用細分方法,又能夠提高步進電機的輸出轉矩。驅動器在細分狀態(tài)下,提供給步進電機的電流顯得“持續(xù)、強勁”,極大地減少步進電機旋轉時的反向電動勢。????驅動器的細分功能,改善了步進電機工作的旋轉位移分辨率。因此,步進電機的步距角,就沒有必要做得更小。選擇現(xiàn)有的常規(guī)標準步距角的步進電機,配置40細分以下的驅動器,就能夠完成精密控制任務。由于步進電機步距角的原因,驅動器的細分數(shù)再加大,已經沒有實際意義。通常,選擇5、8、10、16、20細分,就能夠適應各種工控要求。4.步進電機的運行方向有幾種
8、方法調整?平時,采用三種方法來該變步進電機的旋轉方向。一、改變控制系統(tǒng)的方向信號,即高電平或低電平。二、對于有兩路脈沖輸入的驅動器,改變脈沖的順序。三、調整步進電機