步進電機驅動板使用及接線介紹

時間：2023-03-13 09:20:01

關鍵字：步進電機驅動板

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[導讀]步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比。因此，步進電動機又稱脈沖電動機。

步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比。因此，步進電動機又稱脈沖電動機。

步進電機又稱為脈沖電機，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應用于氫弧燈的電極輸送機構中。這被認為是最初的步進電機。1923年，James Weir French發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance)，此為步進電機前身。二十世紀初，步進電機廣泛應用在了電話自動交換機中。由于西方資本主義列強爭奪殖民地，步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上，對于數字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現，步進電機的控制方式更加靈活多樣。 [2] 步進電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是，它接收數字控制信號(電脈沖信號)并轉化成與之相對應的角位移或直線位移，它本身就是一個完成數字模式轉化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低，幾乎不必進行系統(tǒng)調整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數嚴格成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。

步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

一、步進電機的工作原理

該步進電機為一四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。

開始時，開關SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉子0、3號齒對齊，同時，轉子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產生錯齒。當開關SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉子轉動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產生錯齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉子會沿著A、B、C、D方向轉動。

四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉動力矩又可以提高控制精度。

單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖2.a、b、c所示：

步進電動機和步進電動機驅動器構成步進電機驅動系統(tǒng)。步進電動機驅動系統(tǒng)的性能，不但取決于步進電動機自身的性能，也取決于步進電動機驅動器的優(yōu)劣。接下來，詳細為你說下步進電機驅動器的接法步進電機驅動器接線方法介紹。

一、步進電機驅動器的接法

1、平均電流控制，兩相正弦電流驅動輸出;

2、直流 18～50V 供電;

3、光電隔離信號輸入 /輸出;

4、有過壓、欠壓、過流、相間短路保護功能;

5、十五檔細分和自動半流功能;

6、八檔輸出相電流設置;

7、具有脫機命令輸人端子;

8、電機的扭矩與它的轉速有關，而與電機每轉的步數無關;

9、高啟動轉速;

10、高速力矩大。步進電機的分類：

常用的步進電機按照相數可分為：二相、三相、四相、五相步進電機。

相數：是指步進電機內部的線圈組數，一般根據電機的導線或銘牌即可區(qū)分。

一個線圈引出兩根導線，如果電機有四根線，即為二相步進電機。

電機相數不同，其步距角也不同，(無細分驅動時)一般兩相步進電機步距角為1.8度、三相為1.2度、五相為0.72度。(有細分驅動時)相數將變得沒有意義，只需在驅動器上改變細分數就可以改變步距角。

步進驅動器：

步進電機驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速和定位的目的。廣泛應用于雕刻機、水晶研磨機、中型數控機床、腦電繡花機、包裝機械、噴泉、點膠機、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數控設備上。

步進驅動器介紹：

學習機箱內步進驅動器右側波碼開關說明

動態(tài)電流設定：能夠允許的最大電流，峰值電流.根據步進驅動器正面表格，設定電流和細分精度,其中SW3為半/全模式設定：此項設定若設定為ON，可理解為在無脈沖情況下驅動器輸出電流自動降為額定輸出電流以下大約70%，防止電機發(fā)熱。

步進驅動器電流設定：

a.電流設定

b.步進驅動器細分設定

注意：細分越大，精度越高，速度越慢。

步進驅動器信號接口:

其他驅動器信號定義:

PLS+：步進脈沖信號輸入正端或正向步進脈沖信號輸入正端

PLS-：步進脈沖信號輸入負端或正向步進脈沖信號輸入負端

DIR+：步進方向信號輸入正端或反向步進脈沖信號輸入正端