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驱动器分类
步进电机按结构分类:步进电动机也叫脉冲电机,包括反应式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、混合式步进电动机(HB)等。
(1)反应式步进电动机:也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电动机。其定子和转子均由软磁材料制成,定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组,定、转子周边均匀分布小齿和槽,通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大转矩输出(消耗功率较大,电流较高可达20A,驱动电压较高);步距角小(较小可做到10’);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,步进驱动器价格,单步运行(指脉冲频率很低时)震荡时间较长;启动和运行频率较高。
(2)永磁式步进电动机:通常电机转子由永磁材料制成,软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相;输出转矩小(消耗功率较小,电流一般小于2A,驱动电压12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有一定的保持转矩;启动和运行频率较低。
(3)混合式步进电动机:也叫永磁反应式、永磁感应式步进电动机,混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电动机没有区别(但同一相的两个磁极相对,且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同),转子结构较为复杂(转子内部为圆柱形永磁铁,两端外套软磁材料,周边有小齿和槽)。一般为两相或四相;须供给正负脉冲信号;输出转矩较永磁式大(消耗功率相对较小);步距角较永磁式小(一般为1.8度);断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;发展较快的一种步进电动机。
驱动器所要求的要点介绍
静音、低振动
对于电机工作时的噪声和振动而言,驱动波形的优化非常重要。这就需要根据各领域的用途,选择适合各种电机磁路的激励驱动技术。比如无刷直流电机驱动器的合适激励模式(120度、150度、正弦波)、风扇电机驱动器的软启动技术、步进电机驱动器的电流衰减方式(Decay技术)等。
控制、便利性
通过FLL(速度控制)和PLL(相位控制)实现的电机数字旋转控制技术,以及执行器要求的高精度定位控制技术等驱动控制算法,对于高的性能电机应用系统的开发而言是不可或缺的。要求实现设计人员可轻松利用的驱动控制算法,比如通过将已进行硬逻辑处理的控制算法应用在驱动器IC上。另外,驱动器IC间的兼容性可提高便利性。当在开发过程中规格发生变化时,可在不更改电机驱动控制电路板模式的情况下进行替换,这对于提高便利性而言也非常重要。
驱动器的原理
步进电机驱动器的原理,步进驱动器价格,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图2是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图2四相步进电机步进示意图 开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,步进驱动器,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。 当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,步进驱动器公司,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。图3单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图3.a、b、c所示。驱动器相当于开关的组合单元。通过上位机的脉冲信号有顺序给电机相序通电使电机转动。
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