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步進電機驅動器的細分原理及說明
2021-01-04
步進電機安裝有帶永久磁性的轉子，而定子（組成：定子鐵芯、定子繞組和機座）至少具有兩個繞線。步進電機驅動步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的驅動器，如圖所示，它由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。步進電機驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。當轉子磁性與定子繞線保持一致時，將驅動第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關閉，這將導致電機鎖定在想要的步進位置。通過繞線的電流方向還可反向。
在帶有兩個定子繞線的步進電機中，有四個步進以90°隔開。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電機，是現代數字程序控制系統中的主要執行元件，應用極為廣泛。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的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，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。根據向定子繞線提供的脈沖，可精確控制步進電機移動的步進。步進電機的速度控制可通過向繞線提供脈沖頻率實現，而旋轉方向可通過反向脈沖序列進行更改。電機內部的極片有許多齒，有助于定位相對于定子的轉子位置。一些步進電機的定子級也有齒。根據使用的控制技術，可全步進、半步進或微步進控制步進電機。簡單的方形脈沖可以控制處于全步進的電機，而先進控制技術（如脈沖寬度調制可用于微步進。在國內，廣大用戶對；細分；還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提升精度（精確度），其實不然，細分主要是改良電機的運行性能，現說明如下：步進步進電機的細分控制是由驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規驅動器（如常用的恒流斬波方式）驅動該電機，電機每運行一步，其繞組內的電流將從0突變為3A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。如果使用細分驅動器，在10細分的狀態下驅動該電機，電機每運行一微步，其繞組內的電流變化只有0。3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規律變化，這樣就大大的改良了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優點才是細分的真正優點。由于細分驅動器要精確控制電機的相電流，所以對驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求，成本亦會較高。注意，國內有一些驅動器采取；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，會引起電機力矩的降低，而細分控制不但不會引起電機力矩的降低，相反，力矩會有所增加。
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