News center
新闻资讯

步进电机的驱动控制系统及使用说明

信息来源:深圳市嘉扬科技有限公司
添加时间:2025-1-18
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步f距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

目前,生产步进电机的厂家的确不少,但具有专业技术人员,能够自行开发,研制的厂家却非常少,大部分的厂家只一、二十人,连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的一种开环线性执行元件,具有无累积误差、成本低、控制简单特点。产品从相数上分有二、三、四、五相,从步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°,从规格上分有口42~φ130,从静力矩上分有0.1N•M~40N•M。
使用、控制步进电机必须由环形脉冲,功率放大等组成的控制系统。驱动控制系统组成方框图如下:

步进电机的驱动控制系统及使用说明

1、脉冲信号的产生。脉冲信号一般由单片机或CPU产生,一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右,电机转速越高,占空比则越大。
2、信号分配。我厂生产的感应子式步进电机以二、四相电机为主,二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种,具体分配如下:二相四拍为 ,步距角为1.8度;二相八拍为 ,步距角为0.9度。四相电机工作方式也有二种,四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB,步距角为1.8度;四相八拍为AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角为0.9度)。
3、功率放大。功率放大是驱动系统最为重要的部分。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流(而样本上的电流均为静态电流)。平均电流越大电机力矩越大,要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。因而不同的场合采取不同的的驱动方式,到目前为止,驱动方式一般有以下几种:恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。为尽量提高电机的动态性能,将信号分配、功率放大组成步进电机的驱动电源。SH系列二相恒流斩波驱动电源与单片机及电机接线图如下:

步进电机的驱动控制系统及使用说明

说明:
CP接CPU脉冲信号(负信号,低电平有效)
OPTO 接CPU+5V
FREE 脱机,与CPU地线相接,驱动电源不工作
DIR方向控制,与CPU地线相接,电机反转
VCC 直流电源正端
GND 直流电源负端
A接电机引出线红线
接电机引出线绿线
B 接电机引出线黄线
接电机引出线蓝线


步进电机的应用:步进电机的选择。步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。
1、步距角的选择:电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三相电机)等。
2、静力矩的选择:步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)
3、电流的选择静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流(参考驱动电源、及驱动电压)
4、力矩与功率换算:步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下:
P= Ω•M
Ω=2π•n/60
P=2πnM/60
其P为功率单位为瓦,Ω为每秒角速度,单位为弧度,n为每分钟转速,M为力矩单位为牛顿•米P=2πfM/400(半步工作)其中f为每秒脉冲数(简称PPS)

综上所述选择电机一般应遵循以下步骤:

步进电机的驱动控制系统及使用说明

应用中的注意点:
1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转,(0.9度时6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低。

2、步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。

3、由于历史原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ,可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源, 不过要考虑温升。

4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

5、电机在较高速或大惯量负载时,一般不在工作速度起动,而采用逐渐升频提速,一电机不失步,二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。

6、高精度时,应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用5相电机,不过其整个系统的价格较贵,生产厂家少,其被淘汰的说法是外行话。

7、电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。

8、电机在600PPS(0.9度)以下工作,应采用小电流、大电感、低电压来驱动。

9、应遵循先选电机后选驱动的原则。
热销产品推荐
步进电机相关行业资讯推荐
1、中空轴步进电机的声音控制解读
2、小型防爆电机未来发展优势
3、防爆电机加油时转动慢且有发热原因
4、国产防爆伺服电机好不好
5、混合式步进电机驱动器的使能信号Ena一般在什么情况下使用
6、丝杆直线电机的基本性能及原理
7、步进电机工作原理是什么
8、讲述比较步进电机的感应子式与传统的反应式的不同之处
9、三相反应式步进电机是四根线,而驱动器要求六根线,请问电机能否使用
10、直流减速电机的使用和维护
11、步进电机的基本特点和分类图
12、同步电机的电动的原理
13、步进电机产生偏位现象的原因和解决方法
14、电机的种类介绍(3V电机-6V电机-9V电机-12V电机)
15、步进电机的选型
16、防爆电机在石油化工行业的应用
17、防爆电机的标准介绍
18、这样购买步进电机的话才能购买到满意的设备
19、如何正确选择伺服电机和步进电机
20、讲述步进电机的发热情况以及快速检修方法
21、步进电机的四大特点和典型应用
22、伺服步进电机驱动器的转速特性
23、中国最专业微型电机磁材展成企业争夺市场新利器
24、伺服电机最短加速时间为多少
25、伺服电机能否直接工频驱动
26、普通直流电机|微型电机陷入低谷高效电机市场现转机
27、我国步进电机的发展历史
28、防爆电机如何卸轴承
29、在系统设计中电机驱动模块
30、步进电机损坏的常见原因有哪些
31、步进电机工作原理
32、这样操作才能够保证步进电机使用的安全性
33、如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声
34、伺服电机的测试步骤
35、引领核心科技尽在高速无刷电机商家
36、机电一体化直流无刷电机的优点与不足
37、步进电机的驱动方式图解
38、防爆电机制造常用标准
39、究其原因爆炸步进电机事故
40、数控雕刻机步进电机选型的四大注意事项
41、无刷电机驱动器的接线端子布线和控制方法
42、步进电机驱动器是否老化
43、闭环步进电机在工业自动化领域的应用
44、细分驱动器的细分数是否能代表精度?
45、中空轴步进电机的脉冲测试方法
46、李克强:在国家科学技术奖励大会上肯定了科技创新带来的成果
47、详解小家电中的微型马达堵转保护问题
48、永磁同步电机与异步电机的区别,永磁同步电机的优势?
49、罩极电机使用中存在启动困难问题,要注意
50、防爆电机基座加工工艺方案
上一篇:    步进电机的驱动细分
下一篇:    步进电机驱动方法的利弊详细分析
联系我们
 
电话:0755-27080712
邮箱:wsb@sz-jayng.com
地址:深圳市光明区公明镇新庄社区将石路大围同富工业区E栋2楼
深圳市嘉扬科技有限公司版权所有    粤ICP备2024172765号