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【 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器知識(shí)介紹 】

關(guān)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的一些知識(shí)

　　 步進(jìn)電機(jī)為什么要配步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器才能工作？

　　 步進(jìn)電機(jī)作為一種控制精密位移及大范圍調(diào)速專用的電機(jī), 它的旋轉(zhuǎn)是以自身固有的步距角角（轉(zhuǎn)子與定子的機(jī)械結(jié)構(gòu)所決定）一步一步運(yùn)行的, 其特點(diǎn)是每旋轉(zhuǎn)一步，步距角始終不變，能夠保持精密準(zhǔn)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(jìn)電機(jī)的運(yùn)行需要有脈沖分配的功率型電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng), 這就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)，按照步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，順序分配脈沖，實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)角位移、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向、步進(jìn)電機(jī)制動(dòng)加載狀態(tài)、步進(jìn)電機(jī)自由狀態(tài)。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào), 通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器就能夠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。

　　 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。步進(jìn)電機(jī)角位移量與脈沖個(gè)數(shù)相關(guān)。步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠產(chǎn)生兩種狀態(tài)：制動(dòng)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(dòng)或機(jī)械制動(dòng)）及轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（能夠被外部推力帶動(dòng)輕松旋轉(zhuǎn)）。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，必須與步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)相匹配。否則，將會(huì)損壞步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

　　 為何開機(jī)時(shí)步進(jìn)電機(jī)在抖動(dòng)而不能運(yùn)行？

　　 步進(jìn)電機(jī)只能夠由數(shù)字信號(hào)控制運(yùn)行的，當(dāng)脈沖提供給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，在過于短的時(shí)間里，步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個(gè)問題，必須采用加減速的辦法。就是說，在步進(jìn)電機(jī)起步時(shí)，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時(shí)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(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速度，是根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)的變化來改變的。

　　 從理論上講，給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角（細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角）。

　　 實(shí)際上，如果脈沖信號(hào)變化太快，步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動(dòng)勢的阻尼作用，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子與步進(jìn)電機(jī)定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號(hào)的變化，將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。

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

　　 下面就步進(jìn)電機(jī)加速實(shí)例加以說明： 步進(jìn)電機(jī)加速過程，是由基礎(chǔ)頻率（低于步進(jìn)電機(jī)的直接起動(dòng)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(jìn)電機(jī)在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率，此頻率不能太大，否則會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。步進(jìn)電機(jī)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(dāng)然也可采用直線或正弦曲線等。

　　 使用單片機(jī)或者PLC，都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對于不同負(fù)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(dá)到最佳控制效果。指數(shù)曲線，在軟件編程中，先算好時(shí)間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi)，工作時(shí)指向選取。通常，完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時(shí)間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時(shí)間，對絕大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)來說，很難實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。