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步进电机驱动细分原理与选择

2016-12-30 08:44阅读:
一、电机的驱动原理:
步进电机:对不同的相以不同的顺序和组合方式通电,通过电磁的吸引与排斥来使其转动。详情参照精密仪器课程中对步进电机的讲解。
二、细分原理:
1.
细分功能完全由驱动靠精确控制电机的相电流所产生,与电机本身无关。无论是二相还是三相的电机,他们都按照步进电机的原理去工作。因此这里只讨论细分对电机控制和转动的影响。
2.
采用细分器驱动,步距角变小。举个例子,如果我们选择的步进电机的步距角(系统没发一个脉冲时电机转动的角度)为1.8°,采用10细分的话,步距角就变成0.18°。这就是细分的概念。
3.
为什么要选择细分器?
电机在工作在整步状态的时候,高速状态还可以,低速状态的时候会存在噪音大,不稳定的状态(这个现象在我们进行精密仪器实验的时候也观察到了)。这是由于电机的低频振荡。低频振荡无法避免,消除的唯一方式就是细分。
细分的另外一个优点就是提高转矩。(这里并没有实质性的提高,只是说不细分的时候电机由于各种影响因素无法发挥出来的转矩在采用细分的时候更好的被发挥出来)
4.
在实际使用中,如果电机处于转速较高且对精度和平稳性要求不高的情况下,不必选择高细分驱动,以便节约成本。如果处于转速很低的情况下,就要选择细分器,以确保电机运转平滑,减少振动和噪音。转速越低,精度要求越高,相应的细分就越大,功耗也就越高。
5.
工作状态的选择
(1)
驱动器要选择小电流,大电感,低电压的。
(2)尽量不要选择整步的工作方式,要配用大于工作电流的驱动器,以便细分。
(3)对于大转矩的电机配用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能。
三、编程控制
1.在没有细分驱动时的控制方式
采用输出PWM波的形式,PWM波占空比的不同对应不同的电机速度。这个时候只要保证电机的电流、电压都达到要求即可。在之前MSP430的实验中,我们采用了电源10V供电的方式,并且在单片机的IO和电机之间加入了光电隔离装置来提高电压。
2.采用驱动控制
根据所采用的驱动本身的特点来编写程序。一般加上驱动之后就不需要再去编写波形的时序了,驱动会自己完成时序的分配。例如本实验中采用的驱动,只要给出电机的使能,方向和频率这三个信号即可。
四、其他
关于本次使用的驱动:
采用的是42X42的并行接口步进电机驱动器
产品参数:
步进电机驱动细分原理与选择
由上面的参数可知,共6条线,供电电源两条,接24V电源(红、黑),VCC一条,连单片机3.3V-5V(白),DIR:方向控制,接IO,STP:速度控制,接IO,EN:使能控制,接IO。

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