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探讨直线步进电机驱动器的细分原理

文章来源:东莞希思克传动科技有限公司    发布日期:2016-5-19    浏览:527次


探讨直线步进电机驱动器的细分原理


直线步进电机安装有带永久磁性的转子,而定子至少具有两个绕线。当转子磁性与定子绕线保持一致时,将驱动第二个绕线。两个绕线交替开启和关闭,这将导致电机锁定在想要的步进位置。通过绕线的电流方向还可以反向。

在带有两个定子绕线的直线步进电机当中,有四个步进以 90° 隔开。根据向定子绕线提供的脉冲,能够精确控制直线步进电机移动的步进。直线步进电机的速度控制可通过向绕线提供脉冲频率实现,而旋转方向可通过反向脉冲序列进行更改。电机内部的极片有许多齿,有助于定位相对于定子的转子位置。通常一些直线步进电机的定子级也有齿。根据使用的控制技术,可全步进、半步进或微步进控制直线步进电机。简单的方形脉冲可以控制处于全步进的电机,而先进控制技术(如脉宽调制 (PWM))可用于微步进。

在国内,广大用户对“细分”还不是特别了解,有的只是认为,细分是为了提高精度,其实不然,细分主要是改善电机的运行性能,我们东莞希思克技术工程师解释如下:直线步进伺服电机的细分控制是由驱动器精确控制直线步进电机的相电流来实现的,以二相电机为例,假如电机的额定相电流为3A,如果使用常规驱动器(如常用的恒流斩波方式)驱动该电机,电机每运行一步,其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0,相电流的巨大变化,必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器,在10细分的状态下驱动该电机,电机每运行一微步,其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A,且电流是以正弦曲线规律变化,这样就大大的改善了电机的振动和噪音,因此,在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的相电流,所以对驱动器要有相当高的技术要求与工艺要求,成本也会相对较高。


工程师提醒我们,国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分,有的亦称为细分,但这都不是真正的细分,望广大用户一定要分清两者的本质不同所在:

1.“平滑”并不精确控制电机的相电流,只是将电流的变化率变缓一些,所以“平滑”并不产生微步,而细分的微步是可以用来精确定位的。

2.电机的相电流被平滑后,会引起电机力矩的下降,而细分控制不但不会引起电机力矩的下降,相反,力矩还会有所增加。


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