步进电机驱动器调速方法_步进电机驱动器的作用

屈育成 2020-04-20 10637

伺服与控制

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描述

　　步进电机驱动器调速方法

　　随着电力电子技术的飞速发展，变频调速的性能指标完全可以达到甚至超过直流电机调速系统。步进电机驱动器通过调节输入驱动器的脉冲频率以及驱动器的细分参数来达到调节步进电机转速的作用，其实就是控制单位时间内步进电机的步数。

　　一、改变极对数调速：优点：①无附加转差损耗，效率高;②控制电路简单，易维修，价格低;③与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速。缺点：有级调速，不能实现无级平滑的调速，并且由于受到电机结构和制造工艺的限制，通常只能实现2～3种极对数的有级调速，调速范围相当有限。

　　二、变频调速：优点：①无附加转差损耗，效率高，调速范围宽;②对于低负载运行时间较长，或起、停较频繁的场合，可以达到节电和保护电机的目的。缺点：技术较复杂，价格较高。

　　三、换向器电机调速：优点：①具有交流同步电机结构简单和直流电机良好的调速性能;②低速时用电源电压、高速时用步进电机反电势自然换流，运行可靠;③无附加转差损耗，效率高，适用于高速大容量同步电机的启动和调速。缺点：过载能力较低，原有电机的容量不能充分发挥。

　　四、串级调速：优点：①可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用。效率高;②装置容量与调速范围成正比，适用于70%～95%的调速。缺点：功率因素较低，有谐波干扰，正常运行时无制动转矩，适用于单象限运行的负载。

　　五、定子调压调速：优点：①线路简单，装置体积小，价格便宜;②使用、维修方便。缺点：①调速过程中增加转差损耗，此损耗使转子发热，效率较低;②调速范围比较小;③要求采用高转差电机，比如特殊设计的力矩电机，所以特性较软，一般适用于55kW以下的异步电机。

　　六、电磁转差离合器调速：优点：①结构简单，控制装置容量小，价值便宜;②运行可靠，维修容易;③无谐波干扰。缺点：①速度损失大，因为电磁转差离合器本身转差较大，所以输出轴的最高转速仅为电机同步转速的80%～90%;②调速过程中转差功率全部转化成热能形式的损耗，效率低。

　　七、转子串电阻调速：优点：①技术要求较低，易于掌握;②设备费用低;③无电磁谐波干扰。缺点：①串铸铁电阻只能进行有级调速。若用液体电阻进行无级调速，则维护、保养要求较高;②调速过程中附加的转差功率全部转化为所串电阻发热形式的损耗，效率低。③调速范围不大。

　　步进电机驱动器的作用

　　步进电机驱动器是一种能将其承受到的电脉冲信号转化成为角位移量的执行机构。当步进电机驱动器接纳到了一个电脉冲信号后，它就驱动其步进电机依照原先完成设定的方向转动一个固定的角度位移（我们称之为“步距角”），它的旋转是按一个固定的角度一步一步来运转的。我们能够经过控制其发送的脉冲的个数来控制其角度的位移量，从而到达精准定位的目的;同时我们也能够经过控制其脉冲信号的频率来控制其步进电机转动的速度和加速度，从而到达其调速跟定位的目的。普遍应用在于各种的雕琢机、水晶研磨机、中型数控机床、脑电绣花机、包装机械、喷泉、点胶机、切料送料系统等等等一些分辨率请求较高的大型、中型数控设备上。

　　步进电机的相数是指其步进电机内部的线圈组数，常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，普通性的二相步进电机的步距角为1.8度、三相为1.2度、五相的为0.72度。在没有配置步进电机细分驱动器时，用户主要是靠着选择不同相数的步进电机从而来满足步距角的请求。假如运用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改动细分数，就能够改动步距角。

　　步进电机驱动器细分后将对电机的运转性能产生质的飞跃，但是这一切都是由驱动器自身产生的，和电机及控制系统无关。在运用时，用户独一需求留意的一点是步进电机步距角的改动，这一点将对控制系统所发的步进信号的频率有影响，由于细分后步进电机的步距角将变小，请求步进信号的频率要相应进步。以1.8度步进电机为例：驱动器在半步状态时步距角为0.9度，而在十细分时步距角为0.18度，这样在请求电机转速相同的状况下，控制系统所发的步进信号的频率在十细分时为半步运转时的5倍。

　　普通步进电机的精度为步进角的3~5%。步进电机单步的偏向并不会影响到下一步的精度，因而步进电机精度不累积。

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