步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器_步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器原理_步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型

　　步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。廣泛應(yīng)用于雕刻機(jī)、水晶研磨機(jī)、中型數(shù)控機(jī)床、腦電繡花機(jī)、包裝機(jī)械、噴泉、點(diǎn)膠機(jī)、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設(shè)備上。

　　它是一種能使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率放大器，能把控制器發(fā)來的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調(diào)速，控制脈沖數(shù)就可以精確定位。

　　步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器原理

　　1.恒流驅(qū)動(dòng)

　　恒流控制的基本思想是通過控制主電路中MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，即調(diào)節(jié)MOSFET觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度，來達(dá)到控制輸出驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)而控制電機(jī)繞組電流的目的。

　　2.單極性驅(qū)動(dòng)

　　單極性 （unipolar） 和雙極性 （bipolar） 是步進(jìn)電機(jī)最常采用的兩種驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。單極性驅(qū)動(dòng)電路使用四顆晶體管來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩組相位，電機(jī)結(jié)構(gòu)則如圖1所示包含兩組帶有中間抽頭的線圈，整個(gè)電機(jī)共有六條線與外界連接。這類電機(jī)有時(shí)又稱為四相電機(jī)，但這種稱呼容易令人混淆又不正確，因?yàn)樗鋵?shí)只有兩個(gè)相位，精確的說法應(yīng)是雙相位六線式步進(jìn)電機(jī)。六線式步進(jìn)電機(jī)雖又稱為單極性步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際上卻能同時(shí)使用單極性或雙極性驅(qū)動(dòng)電路。

　　3.雙極性驅(qū)動(dòng)

　　雙極性步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路則如圖2所示，它會(huì)使用八顆晶體管來驅(qū)動(dòng)兩組相位。雙極性驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)四線式或六線式步進(jìn)電機(jī)，雖然四線式電機(jī)只能使用雙極性驅(qū)動(dòng)電路，它卻能大幅降低量產(chǎn)型應(yīng)用的成本。雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管數(shù)目是單極性驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)，上端晶體管則需要成本較高的上端驅(qū)動(dòng)電路。雙極性驅(qū)動(dòng)電路的晶體管只需承受電機(jī)電壓，所以它不像單極性驅(qū)動(dòng)電路一樣需要箝位電路。

　　4.微步驅(qū)動(dòng)

　　微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種電流波形控制技術(shù)。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(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)過程中也就有了多個(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的步數(shù)增多、步距角減小。采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以大大提高步進(jìn)電機(jī)的步矩分辨率，減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，避免低頻共振及降低運(yùn)行噪聲 。

　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型

　　由于步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器型號(hào)較多、種類較多，用戶在選擇時(shí)應(yīng)有一定的講究，這樣才能以最優(yōu)的性能、最低的價(jià)格選擇好自己所需的產(chǎn)品。

　　1、 首先確定步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩。

　　最簡單的方法是在負(fù)載軸上加一杠桿，用彈簧秤拉動(dòng)杠桿，拉力乘以力臂長度既是負(fù)載力矩?；蛘吒鶕?jù)負(fù)載特性從理論上計(jì)算出來。

　　由于步進(jìn)電機(jī)是控制類電機(jī)，所以目前常用步進(jìn)電機(jī)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(jī)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(jìn)電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

　　轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進(jìn)電機(jī)的選取時(shí)至關(guān)重要，步進(jìn)電機(jī)的特性是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多參數(shù)有關(guān)，如：驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓、電機(jī)的相電流、電機(jī)的相電感、電機(jī)大小等等，一般的規(guī)律是：驅(qū)動(dòng)電壓越高，力矩下降越慢;電機(jī)的相電流越大，力矩下降越慢。www.diangon.com在設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在600轉(zhuǎn)/分或800轉(zhuǎn)/分以內(nèi)，當(dāng)然這樣說很不規(guī)范，可以參考〈矩-頻特性〉。

　　3、根據(jù)負(fù)載最大力矩和最高轉(zhuǎn)速這兩個(gè)重要指標(biāo)，再參考〈矩-頻特性〉，就可以選擇出適合自己的步進(jìn)電機(jī)。如果您認(rèn)為自己選出的電機(jī)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(shè)計(jì)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(guān)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(zhuǎn)速余量。

　　5、可以先選擇混合式步進(jìn)電機(jī)，如果由于價(jià)格因素，可以選取反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。

　　6、盡量選取細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，且使驅(qū)動(dòng)器工作在細(xì)分狀態(tài)。

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

　　8、超小型驅(qū)動(dòng)器和微型驅(qū)動(dòng)器是靠外殼作為散熱器的，應(yīng)固定在較大、較厚的金屬板上或外加風(fēng)機(jī)散熱，如果沒有散熱條件，而驅(qū)動(dòng)器又工作在轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合（這時(shí)驅(qū)動(dòng)器發(fā)熱較大），可以選用帶風(fēng)機(jī)的90型驅(qū)動(dòng)器代替。

　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品選型介紹如下：（僅供參考）