步进电机驱动器.pptx

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1、目录1、步进电动机及其工作原理介绍2、步进电机驱动器的主要工作原理3、恒压与恒流驱动4、节拍、步距角、细分5、单极与双极驱动6、驱动器产品的使用方法第1页/共46页1、步进电动机介绍第2页/共46页1.1、介绍步进电动机属于断续运转的同步发动机。它将输入的脉冲信号变换为阶跃的角位移或直线位移，也就是给一个脉冲信号，电动机就转一个角度或者前进一步，因此这种电动机叫步进电动机。因为它输入的既不是正弦交流，也不是恒定直流，而是脉冲电流，所以又叫做脉冲电动机。它是数字控制系统中的一种重要的执行元件，主要用于开环控制系统，也可用于闭环系统。第3页/共46页1.2、内部结构第4页/共46页1.3、步进电机

2、工作特性1、来一个脉冲，转一个步距角。2、控制脉冲频率，可控制电机的转速。3、改变脉冲顺序，改变转动方向。4、角位移量或线位移量与电脉冲数成正比5、误差不累积，一般为步距角的3%-5%第5页/共46页2、步进电动机驱动介绍第6页/共46页2.1、步进电机控制系统步进电机是直流电驱动的同步电机，它不能直接由直流电源来驱动，需要配置步进驱动器才能运行。第7页/共46页2.2、步进电机驱动器原理图n步进电机驱动器：是一种能使步进电机运转的功率放大器，能把控制器发来的脉冲信号转化为步进电动机的角位移的执行机构，电机的转速与脉冲频率成正比，所以控制脉冲频率就可以精准的调速，控制脉冲数就可以精准定位。第8

3、页/共46页2.3、环形分配器、功率放大器n环形分配器：将来自控制电路的一系列脉冲信号转换成控制步进电机定子绕组通、断电的电平信号，并按一定的规律分配给步进电动机驱动器的各项输入端。环形分配器的输出既是周期的，又是可逆的。n功率放大器：将环形分配器输出的mA级电流进行功率放大，一般由前置放大器和功率放大器组成。第9页/共46页3、恒流驱动与恒压驱动第10页/共46页步进电机驱动步进电机内部的绕组是一个感性负载，采用恒压源供电时，电流的建立过程较长，也就是说力矩的建立过程较长，这就限制了最高转速，因此在转速要求不高的情况下可用恒压源供电；为了使步进电机能快速反应，有的线路采取双电源供电，就是把一

4、个供电过程分成两个阶段，先加较高的电压，以便快速建立电流，当电流达到预定值，再切换为较低的电压；当然也可采用恒流源供电，但这个恒流源不是普通的恒流源，而是针对该步进电机专门设计的，最大输出电压符合电机允许的最高电压，电流也符合电机的正常工作电流。第11页/共46页3.1、恒电压驱动第12页/共46页、使用外加电阻的驱动第13页/共46页、无外加电阻驱动步进电机只有运行在低速下，才不需要外加电阻，线圈直接用电源电压外加功率半导体作恒压驱动，此时步进电机的线圈导线半径较细，匝数较多，电阻值较大。此方法多用于小电流低速驱动方式。第14页/共46页、步进电机的驱动电源（a）单一电压型驱动电源第15页/

5、共46页、步进电机的驱动电源（b）高、低压切换型驱动电源第16页/共46页3.2、恒电流斩波器驱动（a）恒电流斩波器驱动原理第17页/共46页3.2、恒电流斩波器驱动（b）恒电流斩波器驱动电路图（a）恒电流斩波器驱动原理第18页/共46页4、节拍、步距角、细分驱动第19页/共46页电机主要性能指标相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有两相、三相、五相步进电机。拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。第20页/共46页节拍单相轮流通电（M相单M拍）顺时针轮回ABCA逆时针轮回ACBA双相轮流通电（M相双M拍）顺时针轮回ABBCCAAB逆时针轮回

6、ACCBBAAC单双相轮流通电（M相2M拍）顺时针轮回AABBBCCCAA逆时针轮回AACCCBBBAA第21页/共46页3相单3拍两转子齿第22页/共46页3相单3拍两转子齿第23页/共46页3相双3拍两转子齿第24页/共46页3相双3拍两转子齿第25页/共46页3相6拍两转子齿第26页/共46页3相6拍两转子齿第27页/共46页3相单3拍两转子齿和四转子齿第28页/共46页步距角第29页/共46页细分驱动细分驱动：细分步进驱动是将全步进驱动时的步距角个相的电流以阶梯状n步逐渐增加，使吸引转子的力慢慢改变，每次转子在该力的平衡点静止，全步距角作n个细分，可使转子的运转效果光滑。优点：采用细分

7、驱动技术可以大大提高步进电机的步距分辨率，减少转矩波动，避免低频共振以及降低运行噪声。（a）4细分微步进的电流波形第30页/共46页细分驱动（a）4细分微步进的电流波形（b）4细分微步进的转子步进第31页/共46页细分驱动第32页/共46页3相单3拍定子通电顺序：第33页/共46页定子磁极极性切换n步进电机定子磁极吸引转子时，由于转子磁极为永久磁极，有磁化的N极和S极，不论定子绕组激磁所产生极性为N极还是S极均会产生吸引力。定子磁极激磁为N极时，吸引S极性转子磁极，激磁S极性的定子磁极会吸引转子的N磁极。因此，定子磁极需要极性的切换。第34页/共46页5、单极与双极驱动第35页/共46页5、单

8、极驱动与双极驱动单极性方式：n磁极上绕有两个线圈组成双线圈，一个线圈直流通电产生的极性，与另一个线圈直流通电产生的极性相反，此为单极性方式。双极性方式：n激磁定子磁极的线圈为单线圈绕组，磁极正反切换，则电流需要正反向流（a）单极与双极绕组第36页/共46页步进电机驱动(b)单极与双极电路与电压波形第37页/共46页6、步进电机驱动器的使用方法第38页/共46页6.1、驱动器产品接线方式共阴极接线共阳极接线差分方式接线法第39页/共46页6.2、电路图共阳极接线共阴极接线第40页/共46页6.2、电路图差分接线第41页/共46页6.2、电机的接线第42页/共46页6.3、电路图第43页/共46页6.4、实物图（57步进电机+6560v4驱动器+步进电机控制器）第44页/共46页Thank You!第45页/共46页感谢您的观看。第46页/共46页