步進電機驅(qū)動器的細(xì)分原理介紹,步進電機安裝有帶永久磁性的轉(zhuǎn)子,而定子至少具有兩個繞線。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁性與定子繞線保持一致時,將驅(qū)動第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關(guān)閉,這將導(dǎo)致電機鎖定在想要的步進位置。通過繞線的電流方向還可反向。
在帶有兩個定子繞線的步進電機中,有四個步進以 90° 隔開。步進電機驅(qū)動器的細(xì)分原理介紹,根據(jù)向定子繞線提供的脈沖,可精確控制步進電機移動的步進。步進電機的速度控制可通過向繞線提供脈沖頻率實現(xiàn),而旋轉(zhuǎn)方向可通過反向脈沖序列進行更改。電機內(nèi)部的極片有許多齒,有助于定位相對于定子的轉(zhuǎn)子位置。一些步進電機的定子級也有齒。根據(jù)使用的控制技術(shù),可全步進、半步進或微步進控制步進電機。簡單的方形脈沖可以控制處于全步進的電機,而先進控制技術(shù)(如脈寬調(diào)制 (PWM))可用于微步進。
步進電機驅(qū)動器的細(xì)分原理介紹,在國內(nèi),廣大用戶對“細(xì)分”還不是特別了解,有的只是認(rèn)為,細(xì)分是為了提高精度,其實不然,細(xì)分主要是改善電機的運行性能,現(xiàn)說明如下:步進伺服電機的細(xì)分控制是由驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流來實現(xiàn)的,以二相電機為例,假如電機的額定相電流為3A,如果使用常規(guī)驅(qū)動器(如常用的恒流斬波方式)驅(qū)動該電機,電機每運行一步,其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細(xì)分驅(qū)動器,在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動該電機,電機每運行一微步,其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線規(guī)律變化,這樣就大大的改善了電機的振動和噪音,因此,在性能上的優(yōu)點才是細(xì)分的真正優(yōu)點。由于細(xì)分驅(qū)動器要精確控制電機的相電流,所以對驅(qū)動器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和工藝要求,成本亦會較高。
需要注意的是,國內(nèi)有一些驅(qū)動器采用“平滑”來取代細(xì)分,有的亦稱為細(xì)分,但這不是真正的細(xì)分,望廣大用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同:
步進電機驅(qū)動器的細(xì)分1.“平滑”并不精確控制電機的相電流,只是把電流的變化率變緩一些,所以“平滑”并不產(chǎn)生微步,而細(xì)分的微步是可以用來精確定位的。
步進電機驅(qū)動器的細(xì)分2.電機的相電流被平滑后,會引起電機力矩的下降,而細(xì)分控制不但不會引起電機力矩的下降,相反,力矩會有所增加。
步進電機驅(qū)動器的細(xì)分原理介紹,步進電機安裝有帶永久磁性的轉(zhuǎn)子,而定子至少具有兩個繞線。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁性與定子繞線保持一致時,將驅(qū)動第二個繞線。兩個繞線交替開啟和關(guān)閉,這將導(dǎo)致電機鎖定在想要的步進位置。通過繞線的電流方向還可反向。
步進電機驅(qū)動器怎么設(shè)置細(xì)分
1.設(shè)置步進驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù),通常細(xì)分?jǐn)?shù)越高,控制分辨率越高。但細(xì)分?jǐn)?shù)太高則影響到進給速度。一般來說,對于模具機用戶可考慮脈沖當(dāng)量為0.001mm/P(此時進給速度為9600mm/min)或者0.0005mm/P(此時進給速度為4800mm/min);對于精度要求不高的用戶,脈沖當(dāng)量可設(shè)置的大一些,如0.002mm/P(此時進給速度為19200mm/min)或0.005mm/P(此時進給速度為48000mm/min)。對于兩相步進電機,脈沖當(dāng)量計算方法如下:脈沖當(dāng)量=絲杠螺距÷細(xì)分?jǐn)?shù)÷200。
2.起跳速度:該參數(shù)對應(yīng)步進電機的起跳頻率。所謂起跳頻率是步進電機不經(jīng)過加速,能夠直接啟動工作的頻率。合理地選取該參數(shù)能夠提高加工效率,并且能避開步進電機運動特性不好的低速段;但是如果該參數(shù)選取大了,就會造成悶車,所以一定要留有余量。在電機的出廠參數(shù)中,一般包含起跳頻率參數(shù)。但是在機床裝配好后,該值可能發(fā)生變化,一般要下降,特別是在做帶負(fù)載運動時。所以,該設(shè)定參數(shù)是在參考電機出廠參數(shù)后,再實際測量決定。
3.單軸加速度:用以描述單個進給軸的加減速能力,單位是毫米/秒平方。這個指標(biāo)由機床的物理特性決定,如運動部分的質(zhì)量、進給電機的扭矩、阻力、切削負(fù)載等。這個值越大,在運動過程中花在加減速過程中的時間越小,效率越高。通常,對于步進電機,該值在100 ~ 500之間,對于伺服電機系統(tǒng),可以設(shè)置在400 ~ 1200之間。在設(shè)置過程中,開始設(shè)置小一點,運行一段時間,重復(fù)做各種典型運動,注意觀察,如果沒有異常情況,然后逐步增加。如果發(fā)現(xiàn)異常情況,則降低該值,并留50%~100%的保險余量。
4.彎道加速度:用以描述多個進給軸聯(lián)動時的加減速能力,單位是毫米/秒平方。它決定了機床在做圓弧運動時的速度。這個值越大,機床在做圓弧運動時的允許速度越大。通常,對于步進電機系統(tǒng)組成的機床,該值在400~1000之間,對于伺服電機系統(tǒng),可以設(shè)置在1000 ~ 5000之間。如果是重型機床,該值要小一些。在設(shè)置過程中,開始設(shè)置小一點,運行一段時間,重復(fù)做各種典型聯(lián)動運動,注意觀察,如果沒有異常情況,然后逐步增加。如果發(fā)現(xiàn)異常情況,則降低該值,并留50%~100%的保險余量。
通常考慮到步進電機的驅(qū)動能力、機械裝配的摩擦、機械部件的承受能力,可以在廠商參數(shù)中修改各個軸的速度,對機床用戶實際使用時的三個軸速度予以限制。
5.根據(jù)三個軸零點傳感器的安裝位置,設(shè)置廠商參數(shù)中的回機械原點參數(shù)。當(dāng)設(shè)置正確后,可運行“操作”菜單中的“回機械原點”。先單軸回,如果運動方向正確則繼續(xù)回,否則需停止,重新設(shè)置設(shè)置廠商參數(shù)中的回機械原點方向,直至所有軸都可回機械原點。
6.設(shè)置自動加油參數(shù)(設(shè)置得小一些,如5秒加一次油),觀察自動加油是否正確,如果正確,則將自動加油參數(shù)設(shè)置到實際需要的參數(shù)。
電子齒輪和脈沖當(dāng)量的設(shè)定值是否匹配。可以在機床的任意一根軸上做個標(biāo)記,在軟件中把該點坐標(biāo)設(shè)為工作零點,用直接輸入指令、點動或手輪等工作方式使該軸走固定距離,用游標(biāo)卡尺測量實際距離與軟件中坐標(biāo)顯示距離是否相附。
8.測定有無丟脈沖??梢杂弥庇^的方法:用一把尖刀在工件毛坯上點一個點,把該點設(shè)為工作原點,抬高Z軸,然后把Z軸坐標(biāo)設(shè)為0;反復(fù)使機床運動,比如空刀跑一個典型的加工程序。
步進電機驅(qū)動器細(xì)分和不細(xì)分的區(qū)別
步進電機驅(qū)動器細(xì)分和不細(xì)分的區(qū)別: 細(xì)分驅(qū)動精度高。
細(xì)分是步進電機驅(qū)動器將上級裝置發(fā)出的每個脈沖按步進電機驅(qū)動器設(shè)定的細(xì)分系數(shù)分成系數(shù)個脈沖輸出。
比喻步進電機每轉(zhuǎn)一圈為200個脈沖,如果步進電機驅(qū)動器細(xì)分為32,那么步進電機驅(qū)動器需要輸出6400個脈沖步進電機才轉(zhuǎn)一圈。
通常步進電機細(xì)分有2,4,8,16,32,62,128,256,512.。。.
在國外,對于步進電機系統(tǒng),主要采用二相混合式步進電機及相應(yīng)的細(xì)分步進電機驅(qū)動器。但在國內(nèi),廣大用戶對“細(xì)分”還不是特別了解,有的只是認(rèn)為,細(xì)分是為了提高步進電機精度,其實不然,細(xì)分主要是改善步進電機的運行性能,現(xiàn)說明如下:
步進電機的細(xì)分控制是由步進電機驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流來實現(xiàn)的,以二相步進電機為例,假如步進電機的額定相電流為3A,如果使用常規(guī)步進電機驅(qū)動器(如常用的恒流斬波方式)驅(qū)動該步進電機,步進電機每運行一步,其繞組內(nèi)的 電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0,步進電機相電流的巨大變化,必然會引起步進電機運行的振動和噪音。如果使用細(xì)分步進電機驅(qū)動器,在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動該步進電機,步進電機每運行一微步,其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A,且電流是以正弦曲線規(guī)律變化,這樣就大大的改善了步進電機的振動和噪音,因此,在性能上的優(yōu)點才是細(xì)分的真正優(yōu)點。
由于細(xì)分步進電機驅(qū)動器要精確控制步進電機的相電流,所以對步進電機驅(qū)動器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和工藝要求,成本亦會較高。
注意,國內(nèi)有一些步進電機驅(qū)動器采用“平滑”來取代細(xì)分,有的亦稱為細(xì)分,但這不是真正的細(xì)分,望廣大用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同:
1.“平滑”并不精確控制步進電機的相電流,只是把電流的變化率變緩一些,所以“平滑”并不產(chǎn)生微步,而細(xì)分的微步是可以用來精確定位的。
2.步進電機的相電流被平滑后,會引起步進電機力矩的下降,而步進電機驅(qū)動器細(xì)分控制不但不會引起步進電機力矩的下降,相反,步進電機力矩會有所增加。
審核編輯:湯梓紅
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