步進電機驅動器,步進驅動器,無刷電機,直流無刷電機

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步進電機控制器選型、步進驅動器選型


步進電機控制器選型、步進驅動器選型
 
一、步進電機選用指南:
1、怎么確定步進電機的型號,要注意那幾個主要參數?混合式步進電機中的靜力矩,引線數,電感等參數如何理解?
一般是根據您的負載選電機, 主要是參考步進電機的力矩,詳細的還涉及到電機的轉速和額定電流,傳動機構等,起動的轉速和正常運行的轉速,另外還有電機的精度。
 
靜力矩或者叫保持轉矩(HOLDING TORQUE): 
是指步進電機通電但沒有轉動時,定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一,通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。比如,當人們說2N.m的步進電機,在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進電機。
定位力矩 (DETENT TORQUE) 
是指步進電機沒有通電的情況下,定子鎖住轉子的力矩。由于DETENT TORQUE 在國內沒有統一的翻譯方式,不知道你說的定位力矩是不是這個,我認為是了。
從上面可以看出,靜力矩和定位力矩的區別就是電機通電和不通電定子鎖住轉子的力矩的區別了。
 
引線數: 
引線數就比較直觀了,就是電機接線引腳的數目。2相雙極型電機是4根引線。2相單極型電機是5線或者6線的。
 
電感: 
電感的參數一般而言不是電機重點參數,但是它和電機有非常密切的關系,電感通電產生電磁感應才有電磁力。不過因為電磁力還和電機內部其他東西有很大關系,很難從電感上看出什么,看電機力氣還是得看靜力矩和矩頻曲線。電感只是和驅動電路設計上有點關系。
 
2、步進電機選型注意事項
a、步進電機應用于低速場合-----每分鐘轉速不超過1000轉,(0.9度時6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。
 
b、步進電機最好不使用整步狀態,整步狀態時振動大。 
c、除了標稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機可根據驅動器選擇驅動電壓(建議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采
用直流46V,110BYG采用高于直流80V)。當然,12伏電壓的電機也可以采用其他驅動電源,不過要考慮溫升。 
 
d、轉動慣量大的負載應選擇機座號較大的電機。 
 
e、工作轉速較高的電機在帶動大慣量負載時,一般不要在工作轉速下起動,而應該采用逐漸升頻提速,這樣一來電機不會失步,二來可以減少噪音,還可以提高停轉時的定位精度。 
 
f、精度要求高時,應通過采用機械減速、提高電機速度以及選用高細分數的驅動器來解決。電機不應在振動區內工作,如若必須可通過改變電壓、電流或增加阻尼的方法解決。 
 
g、電機工作在600PPS(0.9度)以下,應選擇小電流、大電感、低電壓的驅動器。 
 
h、應遵循先選電機后選驅動器的原則。
 
3、步進電機原理
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在,加上步進電機只有周期性誤差而無累積誤差的特點,使得其控制速度和位置非常簡單。步進電機與普通直流電機或交流電機在使用上的區別是,它不可以直接連接電源,必須在雙環形脈沖信號和功率驅動電路等組成的控制系統中使用。
 
4、步進電機的分類
混合式步進電機、反應式步進電機、永磁式步進電機
 
5、2相/3相步進電機的區別
2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時力矩下降快;3相電機振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高30~50%,2相步進電機步距角多為1.8 度,3相多為1.5度
 
6、步進電機和伺服電機的區別
力矩范圍:步進電機系統一般為中小力矩(一般在40Nm以下)范圍;伺服電機系統可實現全范圍。
速度范圍:步進電機系統速度低(一般在2000RPM以下,大力矩電機小于1000RPM);伺服電機系統速度高(交流伺服可達5千RPM,直流伺服電機可達1~2萬RPM)。
 
控制方式:步進電機系統主要是位置控制, 也可實現智能化的位置/轉速/轉矩控制方式,低速時有振動(但使用高細分驅動器可明顯改善);伺服電機系統閉環控制,運行平滑。
 
精度:步進電機系統一般精度較低,使用高細分驅動器時較高;伺服電機系統的精度取決于反饋裝置的分辨率。
矩頻特性:步進電機系統高速時力矩下降快;伺服電機系統的矩頻特性好,特性較硬。
過載特性:步進電機系統過載時會失步;伺服電機系統短時可承受3~10倍過載。
反饋方式:步進電機系統大多數為開環控制,也可接編碼器反饋,防止失步;伺服電機系統為閉環方式,編碼器反饋。
編碼器類型:步進電機系統開環控制時不用編碼器;伺服電機系統一般采用光電型旋轉編碼器(增量型/絕對值型),旋轉變壓器型。
 
響應速度:步進電機系統相應速度一般;伺服電機系統相應速度快。
耐振動:步進電機系統耐振動好;伺服電機系統耐振動一般 (旋轉變壓器型耐振動好)。
溫升:步進電機系統運行溫升較高;伺服電機系統一般。
維護性:步進電機系統基本可以免維護;伺服電機系統維護性較好。
價格:步進電機系統價格低;伺服電機系統價格高。
 
7、如何配用步進電機驅動器?
根據電機的電流,配用大于或等于此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對于大轉矩電機,盡可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速性能。
 
二、步進電機驅動器選用指南:
1、使用步進電機驅動器注意事項
1)電源電壓要合適(過壓可能造成驅動模塊的損壞),直流輸入的+/-極性不得接錯,驅動控制器的電流設定值應該合適(開始時不要太大); 
 
2)控制信號線接牢靠,工業環境下應考慮屏蔽問題(如采用雙絞線); 
 
3)不要一開始就把所有線全接上,可先進行最基本系統的連接,確認運行良好后再完成全部連接。 
 
4)必須事先確認好接地端和浮空端。 
 
5)剛開始運行時,仔細觀察電機的聲音和溫升情況,發現異常應立即停機調整。
 
 
2、一般步進電機驅動器識別的最低脈沖脈寬和2細分下的最高接受頻率
一般識別的最低脈沖脈寬不少于2微秒,2細分下的最高接受頻率為40khz左右 
 
3、步進電機驅動器的一般故障現象
不工作,丟步(也可能電機力不夠),時走時停,大小步,震動大,抖動明顯,亂轉,缺相等。
 
三、步進電機控制器選用指南:
1、步進電機的驅動電路根據控制信號工作,控制信號由單片機(或其它如PLC等)產生。其基本原理作用如下:
(1)控制換相順序 
通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如:三相步進電機的三拍工作方式,其各相通電順序為A-B-C-D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C,D相的通斷。 
 
(2)控制步進電機的轉向 
如果給定工作方式正序換相通電,步進電機正轉,如果按反序通電換相,則電機就反轉。 
 
(3)控制步進電機的速度 
如果給步進電機發一個控制脈沖,它就轉一步,再發一個脈沖,它會再轉一步。兩個脈沖的間隔越短,步進電機就轉得越快。調整單片機發出的脈沖頻率,就可以對步進電機進行調速。
 
2、PLC與步進電機驅動器接線指南:
q0.0 ---------->控制脈沖              q0.2----------->控制方向                      L+ ------------>共陽端                L+與pul+、dir+相接
q0.0 ---------->控制脈沖與pul-連接    q0.2----------->控制方向與dir-連接
注意脈沖和方向均串1k電阻
 
四、步進馬達IC選用指南
1、選用高集成度、技術成熟的最新馬達IC產品,有利于加快電子類運動控制產品更新換代的速度,有利于降低產品開發的難度,有利于拓寬單一產品的實際應用范圍,有利于提高產品的性價比。
 
2、目前技術領先的高集成度馬達IC產品主要有,德國TRINAMIC運動控制產品、東芝馬達IC產品等,這些廠家步進馬達IC的共同特點是體積小、集成度高、運行穩定、性價比高、供貨渠道穩定多元。相關產品推薦:步進電機驅動器
 
 
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