步進電機的細分控制

步進電機細分驅(qū)動技術(shù)是七十年代中期發(fā)展起來的一種可以顯著改善步進電機綜合使用性能的驅(qū)動控制技術(shù)。它是通過控制各相繞組中的電流，使它們按一定的規(guī)律上升或下降，即在零電流到最大電流之間形成多個穩(wěn)定的中間電流狀態(tài)，相應(yīng)的合成磁場矢量的方向也將存在多個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，且按細分步距旋轉(zhuǎn)。其中合成磁場矢量的幅值決定了步進電機旋轉(zhuǎn)力矩的大小，合成磁場矢量的方向決定了細分后步距角的大小。細分驅(qū)動技術(shù)進一步提高了步進電機轉(zhuǎn)角精度和運行平穩(wěn)性。

國內(nèi)步進電機細分驅(qū)動技術(shù)在九十年代中期得到了較大發(fā)展，主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機器人、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)控機床、跟蹤衛(wèi)星用光電經(jīng)緯儀中采用了步進電機細分驅(qū)動技術(shù)，大大提高了控制與測量精度。

步進電機細分到底是什么東西？

對于細分，大家可以這么理解，我們的步進電機有一個重要的參數(shù)叫做步距角，什么是步距角呢，簡單點說就是我們的步進電機每一個脈沖所走的角度，我這個電機的步距角是1.8度，所以走一圈是需要200個脈沖的，當然大家肯定都知道，一圈是360度哈，這就是步距角的作用。

那么細分又是干什么的呢，細分的意思就是設(shè)置這個步進驅(qū)動器控制電機走一圈所需的脈沖數(shù)，我是這么理解的哈，我們看下這個上面的表格，第一個框是細分倍數(shù)，第二個框是我們的脈沖數(shù)，第三個框是需要設(shè)定的撥碼開關(guān)。

撥碼開關(guān)實際上就是選擇開關(guān)，我們選擇了多少細分倍數(shù)，就去設(shè)定這個撥碼開關(guān)，總共有六個撥碼開關(guān)，前面的S1，S2，S3，是細分倍數(shù)的設(shè)置，后邊的S4，S5，S6是電機電流的設(shè)置。

比如我們讓這個步進電機，接收到800個脈沖的時候才走一圈，我們就選擇800/200=4，選擇4的細分倍數(shù)，然后我們就能查到，4倍，就是800個脈沖，然后就選擇我們的撥碼開關(guān)，OFF，ON，OFF，就是把S1撥到OFF，S2撥到ON，S3撥到OFF，而我這個電機是42電機，電流為1.5A，查表得到撥碼開關(guān)位置為，S4撥到ON，S5撥到ON，S6撥到OFF。

步進電機的細分控制

步進電機的運行性能與它的步進驅(qū)動器有密切的聯(lián)系，可以通過驅(qū)動技術(shù)的改進來克服步進電機的缺點。相對于其他的驅(qū)動方式，細分驅(qū)動方式不僅可以減小步進電機的步距角，提高分辨率，而且可以減少或消除低頻振動，使電機運行更加平穩(wěn)均勻。

總體來說，細分驅(qū)動的控制效果最好。因為常用低端步進電機伺服系統(tǒng)沒有編碼器反饋，所以隨著電機速度的升高其內(nèi)部控制電流相應(yīng)減小，從而造成丟步現(xiàn)象。所以在速度和精度要求不高的領(lǐng)域，其應(yīng)用非常廣泛細分驅(qū)動精度高，細分是驅(qū)動器將上級裝置發(fā)出的每個脈沖按驅(qū)動器設(shè)定的細分系數(shù)分成系數(shù)個脈沖輸出，比喻步進電機每轉(zhuǎn)一圈為200個脈沖，如果步進電機驅(qū)動器細分為32，那么步進電機驅(qū)動器需要輸出6400個脈沖步進電機才轉(zhuǎn)一圈。通常細分有2、4、8、16、32、62、128、256、512.。..

在國外，對于步進系統(tǒng)，主要采用二相混合式步進電機及相應(yīng)的細分驅(qū)動器。但在國內(nèi)，廣大用戶對“細分”還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高精度，其實不然，細分主要是改善電機的運行性能。

現(xiàn)說明如下：

步進電機的細分控制是由驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流來實現(xiàn)的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規(guī)驅(qū)動器（如常用的恒流斬波方式）驅(qū)動該電機，電機每運行一步，其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。

如果使用細分驅(qū)動器，在10細分的狀態(tài)下驅(qū)動該電機，電機每運行一微步，其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規(guī)律變化，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優(yōu)點才是細分的真正優(yōu)點。由于細分驅(qū)動器要精確控制電機的相電流，所以對步進電機驅(qū)動器要有相當高的技術(shù)要求和工藝要求，成本亦會較高。

注意，國內(nèi)有一些驅(qū)動器采用“平滑”來取代細分，有的亦稱為細分，但這不是真正的細分，望廣大用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同：

1.“平滑”并不精確控制電機的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以“平滑”并不產(chǎn)生微步，而細分的微步是可以用來精確定位的。

2.電機的相電流被平滑后，會引起電機力矩的下降，而細分控制不但不會引起電機力矩的下降，相反，力矩會有所增加。