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步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)介紹

作為一種控制用的特種電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)無(wú)法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用的驅(qū)動(dòng)電源（步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器）。在微電子技術(shù)，特別計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以前，控制器（脈沖信號(hào)發(fā)生器）完全由硬件實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)采用單獨(dú)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(jì)電路。這就使得需要針對(duì)不同的電機(jī)開(kāi)發(fā)不同的驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)成本都很高，控制難度較大，限制了步進(jìn)電機(jī)的推廣。這就使得需要針對(duì)不同的電機(jī)開(kāi)發(fā)不同的驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)成本都很高，控制難度較大，限制了步進(jìn)電機(jī)的推廣。

步進(jìn)電機(jī)為何一定要搭配驅(qū)動(dòng)器呢？       

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機(jī)等)發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度/步數(shù)。         

步進(jìn)電機(jī)很常見(jiàn)的控制信號(hào)是脈沖信號(hào)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)有效脈沖就控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一步。具有細(xì)分功能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器可以改變步進(jìn)電機(jī)的固有步距角，達(dá)到更大的控制精度、降低振動(dòng)及提高輸出轉(zhuǎn)矩;除了脈沖信號(hào)，具有總線通信功能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器還能接收總線信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。      步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(hào)分別為：脈沖信號(hào)，方向信號(hào)，脫機(jī)信號(hào)。然后再對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)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(jìn)電機(jī)的線圈得電。從這里我們可以看出，步進(jìn)電機(jī)要運(yùn)轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒(méi)有脈沖，步進(jìn)電機(jī)是不動(dòng)的，所以我們需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組依次通電。機(jī)床制造業(yè)：車(chē)床、龍門(mén)刨、銑床、磨床、機(jī)械加工中心、制齒機(jī)等。      方向信號(hào)：要控制AB通電的相序，A-B順時(shí)針，B-A逆時(shí)針;      脫機(jī)信號(hào)：步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)，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(dòng)，需要收去撥動(dòng)轉(zhuǎn)子的時(shí)候，需要給脫機(jī)信號(hào)，使AB相繞組完全斷電，轉(zhuǎn)子處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)加減速控制原理

進(jìn)電機(jī)常用的升降頻控制方法有2種：直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻。指數(shù)曲線法具有較強(qiáng)的跟蹤能力，但當(dāng)速度變化較大時(shí)平衡性差。直線法平穩(wěn)性好，適用于速度變化較大的快速定位方式。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從一個(gè)位置向另一個(gè)位置移動(dòng)時(shí)，要經(jīng)歷升速、恒速和減速過(guò)程。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率低于其本身起動(dòng)頻率時(shí)，可以用運(yùn)行頻率直接起動(dòng)并以此頻率運(yùn)行，需要停止時(shí)，可從運(yùn)行頻率直接降到零速。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率fb>fa(有載起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)頻率)時(shí)，若直接用fb頻率起動(dòng)會(huì)造成步進(jìn)電機(jī)失步甚至堵轉(zhuǎn)。當(dāng)通過(guò)線圈繞組的電流按順序依次變向勵(lì)磁時(shí)，則電機(jī)會(huì)順著既定的方向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，運(yùn)行精度非常高。

當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性已經(jīng)被有效改善

步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候必須要經(jīng)過(guò)加速、勻速及減速這三個(gè)階段，這是客觀事實(shí)，也是無(wú)法徹底改變的事情，尤其是早期研發(fā)的電機(jī)，更是會(huì)在使用的時(shí)候明顯體現(xiàn)出三個(gè)運(yùn)行階段。不過(guò)隨著科技的進(jìn)步及行業(yè)的發(fā)展，的那個(gè)IQ按此種電機(jī)的運(yùn)行特性已經(jīng)被有效改善，三個(gè)不同的運(yùn)行階段已經(jīng)逐漸縮小變化。 在國(guó)內(nèi)技工作者的共同努力下，通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)進(jìn)行大量的研究,建立除了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)除了多種控制電路。利用這些控制電路，能夠有效改進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性，在使得這種電機(jī)有更加廣泛的應(yīng)用范圍的同時(shí)，也在電機(jī)的加減速方面做了有效的改善，使得現(xiàn)在的電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候雖然依然分三個(gè)階段，但是減速過(guò)程已經(jīng)縮得很短，勻速過(guò)程則被有效延長(zhǎng)。 正是因?yàn)楫?dāng)前步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性已經(jīng)有上述這樣的有效改善，所以其以應(yīng)用范圍才越來(lái)越廣泛，應(yīng)用表現(xiàn)也越來(lái)越好。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。