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步进电机驱动器细分的作用

  步进电机驱动器细分的主要作用是降低电机的振动,其原理是是将全步进驱动时的步距角各相的电流以阶梯状n步逐渐增加,使吸引转子的力慢慢改变,每次转子在该力的平衡点静止,全步距角作n个细分,可使转子运行效果光滑,因此,在低速运转时,此法是降低振动的有效手段。   如下图所示,驱动器通过拨码开关可以有多个档位细分(步/转)选择:200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800, 25600, 1000, 2000, 4000,5000, 8000,10000, 20000, 25000 步进电机驱动器细分   在国外,对于步进系统,主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。但在国内,广大用户对“细分”还不是特别了解,有的只是认为,细分是为了提高精度,其实不然,细分主要是改善电机的运行性能,步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的,以二相电机为例,假如电机的额定相电流为2A,如果使用常规驱动器(如常用的恒流斩波方式)驱动该电机,电机每运行一步,其绕组内的 电流将从0突变为2A或从2A突变到0,相电流的巨大变化,必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器,在10细分的状态下驱动该电机,电机每运行一微步,其绕组内的电流变化只有0.2A而不是2A,且电流是以正弦曲线规律变化,这样就大大的改善了电机的振动和噪音,因此,在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的相电流,所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求,成本亦会较高。   如下图所示是4细分步进的电流波形以及电机转子的运行位置。各相电流的峰值相等,相位偏差90°。一般使用这种细分方法,增加细分步进的细分量,可以使电流波形接近正弦波。
  • 4细分步进电流波形4细分步进电流波形
  • 4细分步进转子位置4细分步进转子位置
  在使用细分步进来解决振动的同时还需要注意:1、细分步进越是在低速运行时效果越好,如果输入的脉冲频率太快,对于细分步进波形来说,由于不能得到希望的电流波形,电机的跟踪精度反而会变差;2、理论上细分分数越多,降低振动的效果越明显,但实际到8细分时效果并不大。