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【 步進電機驅(qū)動器知識介紹 】

關(guān)于步進電機驅(qū)動器的一些知識

　　 步進電機為什么要配步進電機驅(qū)動器才能工作？

　　 步進電機作為一種控制精密位移及大范圍調(diào)速專用的電機, 它的旋轉(zhuǎn)是以自身固有的步距角角（轉(zhuǎn)子與定子的機械結(jié)構(gòu)所決定）一步一步運行的, 其特點是每旋轉(zhuǎn)一步，步距角始終不變，能夠保持精密準確的位置。所以無論旋轉(zhuǎn)多少次，始終沒有積累誤差。由于控制方法簡單，成本低廉，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。

　　 步進電機的運行需要有脈沖分配的功率型電子裝置進行驅(qū)動, 這就是步進電機驅(qū)動器。步進電機驅(qū)動器接收步進電機控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，按照步進電機的結(jié)構(gòu)特點，順序分配脈沖，實現(xiàn)控制步進電機角位移、步進電機旋轉(zhuǎn)速度、步進電機旋轉(zhuǎn)方向、步進電機制動加載狀態(tài)、步進電機自由狀態(tài)。步進電機控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過步進電機驅(qū)動器就能夠驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個步距角。

　　 步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。步進電機角位移量與脈沖個數(shù)相關(guān)。步進電機停止旋轉(zhuǎn)時，能夠產(chǎn)生兩種狀態(tài)：制動加載能夠產(chǎn)生最大或部分保持轉(zhuǎn)矩（通常稱為剎車保持，無需電磁制動或機械制動）及轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（能夠被外部推力帶動輕松旋轉(zhuǎn)）。步進電機驅(qū)動器，必須與步進電機的型號相匹配。否則，將會損壞步進電機及步進電機驅(qū)動器。

　　 為何開機時步進電機在抖動而不能運行？

　　 步進電機只能夠由數(shù)字信號控制運行的，當脈沖提供給步進電機驅(qū)動器時，在過于短的時間里，步進電機控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多，也就是脈沖頻率過高，將導(dǎo)致步進電機堵轉(zhuǎn)。要解決這個問題，必須采用加減速的辦法。就是說，在步進電機起步時，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。

　　 步進電機轉(zhuǎn)速度，是根據(jù)輸入的脈沖信號的變化來改變的。

　　 從理論上講，給步進電機驅(qū)動器一個脈沖，步進電機就旋轉(zhuǎn)一個步距角（細分時為一個細分步距角）。

　　 實際上，如果脈沖信號變化太快，步進電機由于內(nèi)部的反向電動勢的阻尼作用，步進電機轉(zhuǎn)子與步進電機定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號的變化，將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。

　　 所以步進電機在高速啟動時，需要采用脈沖頻率升速的方法，在停止時也要有降速過程，以保證實現(xiàn)步進電機精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。

　　 下面就步進電機加速實例加以說明： 步進電機加速過程，是由基礎(chǔ)頻率（低于步進電機的直接起動最高頻率）與跳變頻率（逐漸加快的頻率）組成加速曲線（降速過程反之）。跳變頻率是指步進電機在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率，此頻率不能太大，否則會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。步進電機加減速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線，當然也可采用直線或正弦曲線等。

　　 使用單片機或者PLC，都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對于不同負載、不同轉(zhuǎn)速，需要選擇合適的基礎(chǔ)頻率與跳變頻率，才能夠達到最佳控制效果。指數(shù)曲線，在軟件編程中，先算好時間常數(shù)存貯在計算機存貯器內(nèi)，工作時指向選取。通常，完成步進電機的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間，對絕大多數(shù)步進電機來說，很難實現(xiàn)步進電機的高速旋轉(zhuǎn)。