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發(fā)布時間：2021-09-03 16:18
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步進電機
步進電機又稱為脈沖電機，基于基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)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(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認為是當(dāng)初的步進電機。二十世紀初，在電話自動交換機中廣泛使用了步進電機。由于西方資本的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(yīng)用在步進電機上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。嘉揚電機工程師認為步進電機驅(qū)動器的電壓和電流可以通過以下兩種方案來選擇配用。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(xiàn)，步進電機的控制方式更加靈活多樣。
步進電機的技術(shù)介紹
作為一種控制用的特種電機，步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用的驅(qū)動電源（步進電機驅(qū)動器）。在微電子技術(shù)，特別計算機技術(shù)發(fā)展以前，控制器（脈沖信號發(fā)生器）完全由硬件實現(xiàn)，控制系統(tǒng)采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計電路。這就使得需要針對不同的電機開發(fā)不同的驅(qū)動器，開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高，控制難度較大，限制了步進電機的推廣。就是說，步進電機在低速(每分鐘幾百轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速，其輸出轉(zhuǎn)矩較大)，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩(1000轉(zhuǎn)/分--9000轉(zhuǎn))就很小了。
步進電機的發(fā)展情況
由于步進電機是一個把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機械運動的裝置，具有很好的數(shù)據(jù)控制特性，因此，計算機成為步進電機的理想驅(qū)動源，隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，軟硬件結(jié)合的控制方式成為了主流，即通過程序產(chǎn)生控制脈沖,驅(qū)動硬件電路。單片機通過軟件來控制步進電機，更好地挖掘出了電機的潛力。因此，用單片機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢，也符合數(shù)字化的時代趨。那么步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)的性能怎么才好呢，取決于步進電動機自身的性能，同時它的性能還取決于步進電動機驅(qū)動器的質(zhì)量好壞。
步進電機為何一定要搭配驅(qū)動器呢？
步進電機驅(qū)動器是驅(qū)動步進電機運行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機等)發(fā)送來的控制信號并控制步進電機轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度/步數(shù)。
步進電機很常見的控制信號是脈沖信號，步進驅(qū)動器接收到一個有效脈沖就控制步進電機運行一步。具有細分功能的步進驅(qū)動器可以改變步進電機的固有步距角，達到更大的控制精度、降低振動及提高輸出轉(zhuǎn)矩;除了脈沖信號，具有總線通信功能的步進驅(qū)動器還能接收總線信號控制步進電機進行相應(yīng)的動作。 步進電機驅(qū)動器可分為兩部分一部分是環(huán)形分配器，另一部分是功率放大器。 環(huán)形分配器：要是接收3種信號分別為：脈沖信號，方向信號，脫機信號。然后再對脈沖信號進行分配，去控制功率放大器相應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，然后使步進電機的線圈得電。從這里我們可以看出，步進電機要運轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進電機是不動的，所以我們需要一個驅(qū)動器來給步進電機的各項繞組依次通電。主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機器人、精密測量等領(lǐng)域,如跟蹤用光電經(jīng)緯儀、儀器、通訊和雷達等設(shè)備,細分驅(qū)動技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得電機的相數(shù)不受步距角的限制,為產(chǎn)品設(shè)計帶來了方便。 方向信號：要控制AB通電的相序，A-B順時針，B-A逆時針; 脫機信號：步進電機停止時，AB線圈有一相得電，得電的功能使轉(zhuǎn)子鎖住，使轉(zhuǎn)子不能動，需要收去撥動轉(zhuǎn)子的時候，需要給脫機信號，使AB相繞組完全斷電，轉(zhuǎn)子處于自由轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
