1.何為步進電機,何為步進電機驅(qū)動器?
步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的, 其特點是沒有積累誤差(精度為100%),所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動, 這種裝置就是步進電機驅(qū)動器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移,或者說: 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。
所以,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調(diào)速;控制步進脈沖的個數(shù),可以對電機精確定位目的;
2.何為驅(qū)動器的細分?
要了解“細分”,先要弄清“步距角”這個概念:它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號,電機所轉(zhuǎn)動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值,如86BYG250A型電機給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時為0.9°、整步工作時為1.8°),這個步距角可以稱之為‘電機固有步距角’,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān),參見下表(還以型86BYG250A電機為例):

從上表可以看出:步進電機通過細分驅(qū)動器的驅(qū)動,其步距角變小了,如驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,其步距角只為‘電機固有步距角’的十分之一,也就是說:‘當驅(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)時,控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖,電機轉(zhuǎn)動1.8°;而用細分驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,電機只轉(zhuǎn)動了0.18° ’,這就是細分的基本概念。
細分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生的,與電機無關(guān)。
3.驅(qū)動器細分有什么優(yōu)點,為什么一定建議我使用細分功能?
驅(qū)動器細分后的主要優(yōu)點為:?完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(尤其是反應(yīng)式電機)的固有特性,而細分是消除它的唯一途徑,如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作(如走圓弧),選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。?提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反應(yīng)式電機,其力矩比不細分時提高約30-40%。?提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度,‘提高電機的分辨率’是不言而喻的。
以上這些優(yōu)點,尤其是在性能上的優(yōu)點,并不是一個量的變化,而是質(zhì)的飛躍。根據(jù)我們的記錄,原來使用不細分驅(qū)動器的用戶通過比較后,大都改選為細分驅(qū)動器。所以我們建議您最好選用細分驅(qū)動器。
4.何為混合式步進電機,何為反應(yīng)式步進電機,兩者有何區(qū)別?
?在結(jié)構(gòu)和材料上不同,反應(yīng)式電機不象混合式電機那樣內(nèi)部具有永久磁性材料,故反應(yīng)式電機沒有自阻,而混合式電機有自阻(即在電機未加電的情況下有一定的自鎖力)。?在運行性能上有差別,混合式電機運行時相對較平穩(wěn),輸出力矩相對較大,運行聲音小。?兩種電機在價格上有差別,反應(yīng)式電機比混合式電機相對便宜。
5.何為步進電機的相數(shù),我應(yīng)該選擇幾相的步進電機?
步進電機的相數(shù)是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°等、五相的為0.36°/0.72°。在沒有細分驅(qū)動器時,用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅(qū)動器,則‘相數(shù)’將變得沒有意義,用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù),就可以改變步距角。
6.我正準備選擇五相混合式步進電機,請問有何建議?
五相混合式步進電機處于正在淘汰狀態(tài),所以我們建議:如果您一定要用五相的步距角(0.36°),請您選用二相混合式步進電機和配套的細分驅(qū)動器,在5細分狀態(tài)下的步距角同樣為0.36°,并且細分后的步距角比五相固有的步距角更均勻、定位精度更高、運行更平穩(wěn)、出力更大。
7.我使用的是西門子PLC,其輸入信號應(yīng)怎樣和驅(qū)動器相連?
西門子PLC應(yīng)用非常廣泛(一般采用DC24V電源),從表面看來似乎很難和共陽的驅(qū)動器相連,下圖是其連接方法。

西門子PLC系統(tǒng)和共陽驅(qū)動器的信號連接
8.細分后的步距角應(yīng)如何確定?
SH系列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細分數(shù)的,您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。請您在系統(tǒng)頻率允許的情況下,盡量選用高細分數(shù)。細分后電機的步距角應(yīng)如何計算呢?很簡單:對于兩相和四相電機,細分后的步距角等于電機的整步步距角除以細分數(shù),例如細分數(shù)設(shè)定為40、驅(qū)動0.9°/1.8°電機,其細分步距角為1.8°÷40=0.045°;對于三相反應(yīng)式電機,細分后的步距角等于電機的半步步距角除以細分數(shù),例如細分數(shù)設(shè)定為40、驅(qū)動0.75°/1.5°電機,其細分步距角為0.75°÷40=0.01875° 。每臺驅(qū)動器的面板上都列出了本臺驅(qū)動器通常驅(qū)動電機的細分步距角,但這僅作為參考,如果您使用的電機不是面板上所說的電機,請您按上面所說的方法計算。
9.使用細分驅(qū)動器對控制系統(tǒng)有什么特殊要求?
驅(qū)動器細分后將對電機的運行性能產(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電機步距角的改變,這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進信號的頻率有影響:因為細分后步進電機的步距角將變小,要求步進信號的頻率要相應(yīng)提高。如驅(qū)動器在不細分的半步狀態(tài)時步距角為0.9°;而在5細分時為0.36°;在10細分時為0.18°,這樣在要求電機轉(zhuǎn)速相同的情況下,控制系統(tǒng)所發(fā)的步進信號的頻率在5細分時為不細分時的2.5倍;在10細分時為不細分時的5倍。只有這一點需要大家特別注意。
10.我所用的三相反應(yīng)式電機是四根線的,而驅(qū)動器要求六根線,請問此電機能否使用?
本公司的三相反應(yīng)式驅(qū)動器要求所驅(qū)動的電機必須是六根線的(三個繞組獨立引出),四根線電機不能使用。
11.我所用的二相或四相混合式電機是六根線和八根線的,而驅(qū)動器要求四根線,請問此電機能否使用?如何接線?
四相混合式電機亦稱二相混合式電機,它們的相繞組可能有多種連接方法,但歸根到底,它們的性質(zhì)都是二相的,所以大部分都可以由本公司的二相驅(qū)動器驅(qū)動,詳情參閱‘本書第7頁、第三章<電機接口>部分、圖3-7’。
12.步進電機的轉(zhuǎn)向和我要求的相反,怎樣調(diào)整?