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步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動方電路優(yōu)缺點分析

   2024-08-05 建材之家2580
核心提示:恒電壓驅(qū)動 單電壓驅(qū)動是指在電機(jī)繞組工作過程中,只用一個方向電壓對繞組供電,多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動方式,現(xiàn)在基本不用了。優(yōu)點:電路簡單,元件少、控制也簡單,實現(xiàn)起來比較簡單缺點:必須提供足夠大的電流的三極管來進(jìn)行開關(guān)處理,電機(jī)運轉(zhuǎn)速度比較低,電機(jī)震動比較大,發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用,所以不多描述。高低壓驅(qū)動 由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺點,技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)……
 恒電壓驅(qū)動
    單電壓驅(qū)動是指在電機(jī)繞組工作過程中,只用一個方向電壓對繞組供電,多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動方式,現(xiàn)在基本不用了。
優(yōu)點:電路簡單,元件少、控制也簡單,實現(xiàn)起來比較簡單
缺點:必須提供足夠大的電流的三極管來進(jìn)行開關(guān)處理,電機(jī)運轉(zhuǎn)速度比較低,電機(jī)震動比較大,發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用,所以不多描述。
高低壓驅(qū)動
    由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺點,技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動來改善恒電壓驅(qū)動的部分缺點,高低壓驅(qū)動的原理是,在電機(jī)運動到整步的時候使用高壓控制,在運動到半步的時候使用低壓控制,停止時也是使用低壓來控制。
優(yōu)點:高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音,第一次提出細(xì)分控制步進(jìn)電機(jī)的概念,同時也提出了停止時電流減半的工作模式。
缺點:電路相對恒電壓驅(qū)動復(fù)雜,對三極管高頻特性要求提高,電機(jī)低速仍然震動比較大,發(fā)熱仍然比較大,現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動模式。
自激式恒電流斬波驅(qū)動
    自激式恒電流斬波驅(qū)動的工作原理是通過硬件設(shè)計當(dāng)電流達(dá)到某個設(shè)定值的時候通過硬件將其電流關(guān)閉,然后轉(zhuǎn)為另一個繞組通電,另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候,又能通過硬件將其關(guān)閉,如此反復(fù),推進(jìn)步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)。
優(yōu)點:噪音大大減小,轉(zhuǎn)速一定程度上提高了,性能比前兩種有一定的提高。
缺點:對電路設(shè)計要求比較高,對電路抗干擾要求比較高,容易引起高頻,燒壞驅(qū)動元件,對元件性能要求比較高。
電流比較斬波驅(qū)動(目全市場上主要采用的技術(shù))
    電流比較斬波驅(qū)動是把步進(jìn)電機(jī)繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓,與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān),從而達(dá)到控制繞組相電流的目的。
優(yōu)點:使運動控制模擬正弦波的特點,大大提高性能,運動速度和噪音都比較小,可以使用比較高的細(xì)分,是當(dāng)前流行的控制方法。
缺點:電路比較復(fù)雜,對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合,容易產(chǎn)生抖動,在控制形成正弦波的波峰和波谷,容易導(dǎo)致高頻干擾,進(jìn)而導(dǎo)致驅(qū)動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化,這也是很多驅(qū)動器使用1年多的時候容易出現(xiàn)紅燈保護(hù)的主要原因。
潛進(jìn)式驅(qū)動(碩科數(shù)控采用的全新技術(shù))
     這是一種全新的運動控制技術(shù),該技術(shù)是在當(dāng)前電流比較斬波驅(qū)動技術(shù)的前提下,克服其中的缺點而創(chuàng)新的一種全新的驅(qū)動方法。其核心技術(shù)是在電流比較斬波驅(qū)動的前提下增加了驅(qū)動元件發(fā)熱和高頻抑制保護(hù)技術(shù)。
優(yōu)點:兼有電流比較斬波驅(qū)動的優(yōu)點外,發(fā)熱特別小,使用壽命較長。
缺點:全新技術(shù),價格比較高,目前每種電機(jī)和驅(qū)動器匹配要求相對比較嚴(yán)格。
    驅(qū)動器技術(shù)的發(fā)展,從原來國外一枝獨秀到國內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)涌現(xiàn),可以看出國內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步,同時也可以看出,每一次技術(shù)的革新都會帶來幾個以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場的市場革命,在步進(jìn)技術(shù)相對成熟的今天,碩科數(shù)控攜全新的步進(jìn)驅(qū)動技術(shù),把國內(nèi)的步進(jìn)驅(qū)動器再次推向國際市場,原來依靠進(jìn)口驅(qū)動器來獲得高性能的國內(nèi)廠家,在看到本技術(shù)所闡述的內(nèi)容后,相信會從內(nèi)心對國內(nèi)技術(shù)的期望發(fā)生改變。原來使用小日本進(jìn)口的國內(nèi)工程師們,現(xiàn)在讓他們找到拒絕小日本產(chǎn)品的理由了,可以跟小日本再次說一聲NO。
提外話:細(xì)分技術(shù)

細(xì)分技術(shù)是在以上各種驅(qū)動技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過運算擴(kuò)展出來的一種提高精度的技術(shù),該種技術(shù)來提高精度,是有一定局限的,并非你的驅(qū)動器有128細(xì)分,其精度就等于1.8度除于128,相信對步進(jìn)驅(qū)動技術(shù)深入的同志們對我的這種說法是認(rèn)可的;而告訴您能達(dá)到1.8度除于128的精度的人,無非以下3種人:
1、傳導(dǎo)者:從別人那里聽到的,說給別人聽;
2、推銷者:希望你跟他購買東西,說給你聽;
3、處涉者:剛剛開始接觸步進(jìn)驅(qū)動,還沒有仔細(xì)琢磨該技術(shù)。
 
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1 引 言 步進(jìn)電動機(jī)采用微步驅(qū)動技術(shù),除了提高電動機(jī)的分辨率以外,很重要的目的是為了提高其轉(zhuǎn)動的均勻性。常規(guī)的步進(jìn)電動機(jī)系統(tǒng)在低速運行時,有明顯的步進(jìn)感。把一整步分成很多小步,轉(zhuǎn)動的均勻性自然要提高,但是,微步驅(qū)動的步進(jìn)電動機(jī)系統(tǒng)其角速度穩(wěn)定度有何特點,與細(xì)分?jǐn)?shù)有什么關(guān)系,角速度穩(wěn)定度能達(dá)到什... 使用細(xì)分驅(qū)動器對控制系統(tǒng)有什么特殊要求? 驅(qū)動器細(xì)分后將對電機(jī)的運行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的,和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時,用戶唯一需要注意的一點是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率有影響,因為細(xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小,要求步進(jìn)信號的頻率要...
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