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步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大,使步进电机绕组按一定顺序通电,控制电机转动。
步进电机控制系统
以两相步进电机为例,当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时,驱动器经过环形分配器和功率放大后,给电机绕组通电的顺序为 ,其四个状态周而复始进行变化,电机顺时针转动;若方向信号变为负时,通电时序就变为,电机就逆时针转动。
随着电子技术的发展,功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。其基本原理是:在电机绕组回路中,串联一个电流检测回路,当绕组电流降低到某一下限值时,电流检测回路发出信号,控制高压开关管导通,让高压再次作用在绕组上,使绕组电流重新上升;当电流回升到上限值时,高压电源又自动断开。重复上述过程,使绕组电流的平均值增加,电流波形的波顶维持在预定数值上,解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题,使电机在低频段力矩增大。
步进电机一定时,供给驱动器的电压值对电机性能影响较大,电压越高,步进电机转速越高、力矩越大;在驱动器上一般设有相电流调节开关,相电流设的越大,步进电机转速越高、力矩越大。
为了提高步进电机的性能,细分驱动器已经广泛应用。细分驱动器的原理是通过改变A,B相电流的大小,以改变合成磁场的夹角,从而可将一个步距角细
细分数越高,电流越平滑,电机转动就越平稳。驱动器一般都具有细分功能,常见的细分倍数有:1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/256;或:1/5,1/10,1/20。
例如:电机设定为4细分,其步距角为 / 4 = 。
当细分等级大于1/4后,电机的定位精度并不能提高,只是电机转动更平稳。