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了解步进马达驱动基本知识-先锋互娱平台的主要内容原厂及合理应用方案-pinnacle平博体育开户8

信息来源：本站日期：2018-09-08

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步进电机驱动器技术的开展，从原来国外一枝独秀到国内各种优秀技术体现，能够看出国内技术的进步，同时也能够看出，每一次技术的改造都会带来几个以高端技术去引导市场的市场反动。

1、恒电压驱动

单电压驱动是指在电机绕组工作过程中，只用一个方向电压对绕组供电，多个绕组交替提供电压。该方式是一种比拟老的驱动方式，如今根本不用了。

优点：电路简单，元件少、控制也简单，完成起来比拟简单

缺陷：必需提供足够大的电流的三极管来停止开关处置，步进电机运转速度比拟低，电机震动比拟大，发热大。由于曾经不再运用，所以不多描绘。

2、高低压驱动

由于恒电压驱动存在以上诸多缺陷，技术的进一步开展，研发出新的上下压驱动来改善恒电压驱动的局部缺陷，上下压驱动的原理是，在电机运动到整步的时分运用高压控制，在运动到半步的时分运用低压控制，中止时也是运用低压来控制。

优点：上下压控制在一点水平上改善了震动和噪音，第一次提出细分控制步进电机的概念，同时也提出了中止时电流减半的工作形式。

缺点：电路相对恒电压驱动复杂，对三极管高频特性请求进步，电机低速依然震动比拟大，发热依然比拟大，如今根本上不运用这种驱动形式。

3 、 自激式恒电流斩波驱动

自激式恒电流斩波驱动的工作原理是经过硬件设计当电流到达某个设定值的时分经过硬件将其电流关闭，然后转为另一个绕组通电，另一个绕组通电的电流到某个固定的电流的时分，又能经过硬件将其关闭，如此重复，推进步进电机运转。

优点：噪音大大减小，转速一定水平上进步了，性能比前两种有一定的进步。

缺点：对电路设计请求比拟高，对电路抗干扰请求比拟高，容易惹起高频，烧坏驱动元件，对元件性能请求比拟高。

4、电流比拟斩波驱动(目前市场上主要采用的技术）

电流比拟斩波驱动是把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压，与D/A转换器输出的预设值停止比拟，比拟结果来控制功率管的开关，从而到达控制绕组相电流的目的。

优点：使运动控制模仿正弦波的特性，大大进步性能，运动速度和噪音都比拟小，能够运用比拟高的细分，是当前盛行的控制办法。

缺点：电路比拟复杂，对电路中的干扰难以控制和理论请求相吻合，容易产生颤动，在控制构成正弦波的波峰和波谷，容易导致高频干扰，进而招致驱动元件发热或者由于频率过高而老化，这也是很多驱动器运用1年多的时分容易呈现红灯维护的主要缘由。

5、潜进式驱动

这是一种全新的运动控制技术，该技术是在当前电流比拟斩波驱动技术的前提下，克制其中的缺陷而创新的一种全新的驱动办法。其中心技术是在电流比拟斩波驱动的前提下增加了驱动元件发热和高频抑止维护技术。

优点：兼有电流比拟斩波驱动的优点外，发热特别小，运用寿命较长。

缺点：全新技术，价钱比拟高，目前每种步进电机和驱动器匹配请求相比照较严格。

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步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的状况下，电机的转速、中止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步f距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只要周期性的误差而无累积误差等特性。使得在速度、位置等控制范畴用步进电机来控制变的十分的简单。

固然步进电机已被普遍地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下运用。它必需由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可运用。因而用好步进电机却非易事，它触及到机械、电机、电子及计算机等许多专业学问。

目前,消费步进电机的厂家确实不少，但具有专业技术人员，可以自行开发，研制的厂家却十分少，大局部的厂家只一、二十人，连最根本的设备都没有。仅仅处于一种自觉的仿制阶段。这就给用户在产品选型、运用中形成许多费事。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的一种开环线性执行元件，具有无累积误差、本钱低、控制简单特性。产品从相数上分有二、三、四、五相，从步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°，从规格上分有口42~φ130，从静力矩上分有0.1N?M~40N?M。

运用、控制步进电机必需由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统。驱动控制系统组成方框图如下：

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1、脉冲信号的产生

脉冲信号普通由单片机或CPU产生，普通脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右，电机转速越高，占空比则越大。

2、信号分配

我厂消费步进马达驱动适配组件：是一家专业从事中、大、功率场效应管（MOSFET）、快恢复二极管、三端稳压管开发设计、集研发生产等。

3、功率放大

功率放大是驱动系统最为重要的局部。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态均匀电流而非静态电流（而样本上的电流均为静态电流）。均匀电流越大电机力矩越大，要到达均匀电流大这就需求驱动系统尽量克制电机的反电势。因此不同的场所采取不同的的驱动方式，到目前为止，驱动方式普通有以下几种：恒压、恒压串电阻、上下压驱动、恒流、细分数等。为尽量进步电机的动态性能，将信号分配、功率放大组成步进电机的驱动电源。

SH系列二相恒流斩波驱动电源与单片机及电机接线图如下：

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阐明：

CP-接CPU脉冲信号（负信号，低电平有效）

OPTO-接CPU+5VFREE 脱机，与CPU地线相接，驱动电源不工作

DIR-方向控制，与CPU地线相接，电机反转

VCC-直流电源正端

GND-直流电源负端

接电机引出线红线

接电机引出线绿线

接电机引出线黄线

接电机引出线

步进电机的应用：步进电机的选择。步进电机有步距角（触及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素肯定，步进电机的型号便肯定下来了。

1、步距角的选择：电机的步距角取决于负载精度的请求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走几角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角普通有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度（三相电机）等。

2、静力矩的选择：步进电机的动态力矩一下子很难肯定，我们常常先肯定电机的静力矩。静力矩选择的根据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（普通由低速）时二种负载均要思索，加速起动时主要思索惯性负载，恒速运转进只需思索摩擦负载。普通状况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能肯定下来（几何尺寸）

3、电流的选择静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运转特性差异很大，可根据矩频特性曲线图，判别电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压）

4、力矩与功率换算：步进电机普通在较大范围内调速运用、其功率是变化的，普通只用力矩来权衡，力矩与功率换算如下：

P= Ω?M

Ω=2π?n/60

P=2πnM/60

其P为功率单位为瓦，Ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，M为力矩单位为牛顿?米P=2πfM/400(半步工作）其中f为每秒脉冲数（简称PPS)

综上所述选择电机普通应遵照以下步骤：

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应用中的注意点：

1、步进电机应用于低速场所---每分钟转速不超越1000转，（0.9度时6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）间运用，可经过减速安装使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。

2、步进电机最好不运用整步状态，整步状态时振动大。

3、由于历史缘由，只要标称为12V电压的电机运用12V外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可依据驱动器选择驱动电压（倡议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），当然12伏的电压除12V恒压驱动外也能够采用其他驱动电源，不过要思索温升。

4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

5、电机在较高速或大惯量负载时，普通不在工作速度起动，而采用逐步升频提速，一电机不失步，二能够减少噪音同时能够进步中止的定位精度。

6、高精度时，应经过机械减速、进步电机速度,或采用高细分数的驱动器来处理，也能够采用5相电机，不过其整个系统的价钱较贵，消费厂家少，其被淘汰的说法是外行话。

7、电机不应在振动区内工作，如若必需可经过改动电压、电流或加一些阻尼的处理。

8、电机在600PPS（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。

9、应遵照先选电机后选驱动的准绳。

其他阐明：有关低频振动、升降速、机械共振、工作往复运动的误差、平面圆弧X、Y插补误差以及其他问题。详细处理方法恕不便在此叙说，我厂用户可来电咨询，可依据详细状况处理。不同厂家的电机在设计、运用资料及加工工艺方面差异很大，选用步进电机应注重牢靠性而轻性能、重质量而轻价钱。最好采用同终身产厂家的控制器、驱动器和电机。这样便于最终客户的维护。

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步进马达驱动器技术的开展，少不了先锋互娱平台的主要内容部件的使用。从原来国外一枝独秀到国内各种优秀技术体现，能够看出国内技术的进步，同时也能够看出，每一次技术的改造都会带来几个以高端技术去引导市场的市场反动。

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