作为一种控制用的特种电机,步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用的驱动电源(步进电机驱动器)。在微电子技术,特别计算机技术发展以前,控制器(脉冲信号发生器)完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器,开发难度和开发成本都很高,控制难度较大,限制了步进电机的推广。
步进电机是怎么工作的呢?是由什么来控制的呢?使得步进电机工作的叫驱动器,业内也叫步进电机驱动器。步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号,通过其内部的逻辑电路,控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电, 使得电机正向/反向旋转,或者锁定。
? 以1.8度两相步进电机为例:当两相绕组都通电励磁时,电机输出轴将静止并锁定位置。在额定电流下使电机保持锁定的大力矩为保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向,则电机将顺着一个既定方向旋转一步(1.8度)。同理,如果是另外一项绕组的电流发生了变向,则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步(1.8度)。
电机力矩的选择:步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩的选择依据是电机的工作负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载两种。直接启动时(一般由低速)时两种负载均要考虑,加速启动时主要考虑惯性负载,恒速运行时只要考虑摩擦负载。一般情况下,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确定下来(几何尺寸)。
步进电机选型之后,如何给步进电机配合适的驱动器就成了重中之重。驱动器的质量和寿命固然是选型驱动器的重要因素。那么,步进电机要工作,驱动器的电压和电流就得确定下来。步进电机驱动器的电压和电流应该如何确定呢?如何配用步进电机驱动器?等等一系列问题之前首先要解决的就是先弄清楚步进电机的转速、转矩与电压电流之间,这样才能为以后的问题做好判断。
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