【2017年整理】步进电机步进驱动器原理详细讲解.ppt

;主要内容;一、步进电动机简介 步进电动机的历史 步进电动机的定义 步进电动机的工作原理 步进电动机的机座号 步进电动机构造 步进电动机主要参数 步进电动机的特点 ;一、步进电动机简介;;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;;6. 步进电动机主要参数 步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有 两相、三相、五相步进电机。 拍数：完成一个磁场??期性变化所需脉冲数或导电状态，用m 表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。 保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子 的力矩。 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。 失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。 失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在 失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与 频率关系的曲线 。;7. 步进电机的特点 一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积； 步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点； 步进电机的力矩会随转速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R）;空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉 冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能 发生丢步或堵转。 步进电机的起步速度一般在10~100RPM，伺服电机的起步速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定，大电机一般对应较低的起步速度。 低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复 运转。其步距状态的移动会产生1 步距响应。 ;电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小， 则共振区向上偏移，反之亦然。步进电机低速转动时振动和噪声 大是其固有的缺点，克服两相混合式步进电机在低速运转时的振 动和噪声方法： 通过改变减速比等机械传动避开共振区； 采用带有细分功能的驱动器； 换成步距角更小的步进电机； 选用电感较大的电机 换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本高； 采用小电流、低电压来驱动。 在电机轴上加磁性阻尼器； 中高频稳定性 电机的固有频率估算值： 式中：Zr为转子齿数；Tk为电机负载转矩；J为转子转动贯量;;二、步进驱动器简介;恒流驱动 恒流控制的基本思想是通过控制主 电路中MOSFET的导通时间，即调节 MOSFET触发信号的脉冲宽度，来达 到控制输出驱动电压进而控制电机 绕组电流的目的。 ;单极性驱动;微步驱动 微步驱动技术是一种电流波形控制技术。其基本思想是控制每相绕 组电流的波形，使其阶梯上升或下降，即在0和最大值之间给出多 个稳定的中间状态，定子磁场的旋转过程中也就有了多个稳定的中 间状态，对应于电机转子旋转的步数增多、步距角减小。采用细分 驱动技术可以大大提高步进电机的步矩分辨率，减小转矩波动，避 免低频共振及降低运行噪声 ; 步距角：控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。;;步进电动机的闭环伺服控制 ;6、导通和截止时的电机绕组电流和电压的关系;电压和电流与转速、转矩的关系 ;;三、电机选型计算方法 ;2. 电机定位精度的选择 机械传动比确定后，可根据控制系统的定位精度选择步进电机 的步距角及驱动器的细分