1、步進(jìn)電機及驅(qū)動器知識講座步進(jìn)電機及驅(qū)動器知識講座 部門：設(shè)備部 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、步進(jìn)電動機簡介 二、驅(qū)動器簡介 三、電機選型計算方法 四、計算例題 五、雷賽公司步進(jìn)驅(qū)動器的命名方法 六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹 七、電機接線 八、評判步進(jìn)系統(tǒng)好壞的依據(jù) 九、使用過程中常見問題及原因分析 十、步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題 （FAQ) 十一、步進(jìn)電動機與交流伺服電動機的性能比較 十二、驅(qū)動器產(chǎn)品測試對比 一、步進(jìn)電動機簡介 1. 步進(jìn)電動機的歷史 2. 步進(jìn)電動機的定義 3.步進(jìn)電動機的工作原理 4.步進(jìn)電動機的機座號 5.步進(jìn)電動機構(gòu)造 6.步進(jìn)電動機主要參數(shù) 7.步進(jìn)電動機的特點 一、步進(jìn)電動

2、機簡介一、步進(jìn)電動機簡介 1. 步進(jìn)電動機的歷史：德國百格拉公司于1973年發(fā)明了五相混 合式步進(jìn)電機及其驅(qū)動器；1993年又推出了性能更加優(yōu)越的三相 混合式步進(jìn)電機。我國在80年代以前，一直是反應(yīng)式步進(jìn)電機占 統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電機是80年代后期才開始發(fā)展。 2.步進(jìn)電動機的定義：是一種專門用于速度和位置精確控制的 特種電機，它旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運行 的，故稱步進(jìn)電機。 3. 步進(jìn)電動機的工作原理 以單極性電機為例來解釋 工作原理 4.4. 步進(jìn)電動機的機座號：主要有35、39、42、57、86、110等 5. 5. 步進(jìn)電動機構(gòu)造：由轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、轉(zhuǎn)軸、滾

3、珠 軸承），定子（繞組、定子鐵芯），前后端蓋等組成。最典型兩相 混合式步進(jìn)電機的定子有8個大齒，40個小齒，轉(zhuǎn)子有50個小齒； 三相電機的定子有9個大齒，45個小齒，轉(zhuǎn)子有50個小齒。 電動機構(gòu)造圖轉(zhuǎn)軸成平行方向的斷面圖 6.6. 步進(jìn)電動機主要參數(shù) 步進(jìn)電機的相數(shù)：是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有 兩相、三相、五相步進(jìn)電機。 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，用m 表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)。 保持轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子 的力矩。 步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩。

4、 失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在 失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動是不能解決的。 運行矩頻特性：電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與 頻率關(guān)系的曲線 。 7.7. 步進(jìn)電機的特點 一般步進(jìn)電機的精度為步距角的3-5%，且不累積； 步進(jìn)電機外表允許的最高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點； 步進(jìn)電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R） 矩頻特性曲線 空載啟動頻率：即步進(jìn)電機在空載情況下能夠正常啟動的脈 沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能 發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電機的起

5、步速度一般在10100RPM，伺服電機的起步 速度一般在100300RPM。根據(jù)電機大小和負(fù)載情況而定， 大電機一般對應(yīng)較低的起步速度。 低頻振動特性：步進(jìn)電動機以連續(xù)的步距狀態(tài)邊移動邊重復(fù) 運轉(zhuǎn)。其步距狀態(tài)的移動會產(chǎn)生1 步距響應(yīng)。 1 步距響應(yīng)圖 電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負(fù)載越輕，電機體積越小， 則共振區(qū)向上偏移，反之亦然。步進(jìn)電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲 大是其固有的缺點，克服兩相混合式步進(jìn)電機在低速運轉(zhuǎn)時的振 動和噪聲方法： a.通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)； b.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器； c.換成步距角更小的步進(jìn)電機； d.選用電感較大的電機 e.換成交流伺服電機，幾乎可

6、以完全克服震動和噪聲，但成本高； f.采用小電流、低電壓來驅(qū)動。 g.在電機軸上加磁性阻尼器； 中高頻穩(wěn)定性 電機的固有頻率估算值： 式中：Zr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；Tk為電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動貫量 J TZ f kr 2 1 0 二、步進(jìn)驅(qū)動器簡介二、步進(jìn)驅(qū)動器簡介 1. 恒流驅(qū)動 2. 單極性驅(qū)動 3. 雙極性驅(qū)動 4. 微步驅(qū)動 5. 步進(jìn)電動機的閉環(huán)伺服控制 6. 導(dǎo)通和截止時的電機繞組電流和電壓的關(guān)系 7. 電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 二、步進(jìn)驅(qū)動器簡介二、步進(jìn)驅(qū)動器簡介 步進(jìn)驅(qū)動器：是一種能使步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)的功率放大器，能把控制器 發(fā)來的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機的角位移，電機的轉(zhuǎn)速與脈沖頻

7、率 成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調(diào)速，控制脈沖數(shù)就可以精確 定位。 電機控制原理圖 1. 恒流驅(qū)動 恒流控制的基本思想是通過控制主 電路中MOSFET的導(dǎo)通時間，即調(diào)節(jié) MOSFET觸發(fā)信號的脈沖寬度，來達(dá) 到控制輸出驅(qū)動電壓進(jìn)而控制電機 繞組電流的目的。 H橋恒頻斬波恒相流驅(qū)動電路原理框圖 電流PWM細(xì)分驅(qū)動電路示意圖 2. 單極性驅(qū)動 單極性驅(qū)動原理圖 3. 雙極性驅(qū)動 雙極性驅(qū)動原理圖 4. 微步驅(qū)動 微步驅(qū)動技術(shù)是一種電流波形控制技術(shù)。其基本思想是控制每相繞 組電流的波形，使其階梯上升或下降，即在0和最大值之間給出多 個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，定子磁場的旋轉(zhuǎn)過程中也就有了多個穩(wěn)定的中 間狀

8、態(tài)，對應(yīng)于電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的步數(shù)增多、步距角減小。采用細(xì)分 驅(qū)動技術(shù)可以大大提高步進(jìn)電機的步矩分辨率，減小轉(zhuǎn)矩波動，避 免低頻共振及降低運行噪聲 步進(jìn)電動機微步驅(qū)動電路基本結(jié)構(gòu)框圖 步距角：控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。 V：電機轉(zhuǎn)速（R/S）；P：脈沖頻率（Hz）；e：電機固有步距角； 實用公式：轉(zhuǎn)速(r/s）=脈沖頻率 /（電機每轉(zhuǎn)整步數(shù)*細(xì)分?jǐn)?shù)） m P srV e 360 )/( m：細(xì)分?jǐn)?shù)（整步為1，半步為2） 電機固有步距角 所用驅(qū)動器類型及工作狀態(tài) 電機運行時的真正步距角 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在半步狀態(tài) 0.9 0.9/1.8驅(qū)動器工作在5細(xì)分狀態(tài) 0.36

9、0.9/1.8 驅(qū)動器工作在10細(xì)分狀態(tài) 0.18 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在20細(xì)分狀態(tài) 0.09 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在40細(xì)分狀態(tài) 0.045 電機繞組電流波形分析 5. 步進(jìn)電動機的閉環(huán)伺服控制 步進(jìn)電動機矢量控制位置伺服系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖 6、導(dǎo)通和截止時的電機繞組電流和電壓的關(guān)系 當(dāng)T導(dǎo)通時有： E dt di LRiU 1 1 當(dāng)T截止時有： E dt di Li 2 2 0 7. 電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 步進(jìn)電機一定時，供給驅(qū)動器的電壓值對電機性能影響大， 電壓越高，步進(jìn)電機能產(chǎn)生的力矩越大，越有利于需要高速應(yīng) 用的場合，但電機的發(fā)熱隨著電壓、電流的增加

10、而加大，所以 要注意電機的溫度不能超過最大限值。 一個可供參考的經(jīng)驗值：步進(jìn)電機驅(qū)動器的輸入電壓一般設(shè)定在步進(jìn)步進(jìn) 電機額定電壓的電機額定電壓的325325倍倍。建議：57機座電機采用直流24V-48V，86機座 電機采用直流36-70V,110機座電機采用高于直流80V。 對變壓器降壓，然后整流、濾波得到的直流電源，其濾波電 容的容量可按以下工程經(jīng)驗公式選取：C=C=（8000 X I8000 X I）/ V/ V（uF） I為繞組電流（A）；V為直流電源電壓（V） 三、電機選型計算方法三、電機選型計算方法 1. 電機最大速度選擇 2. 電機定位精度的選擇 3. 電機力矩選擇 三、電機選型計

11、算方法 選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟： 1.電機最大速度選擇 步進(jìn)電機最大速度一般在6001200 rpm。 交流伺服電機額定速度一般在3000 rpm，最大轉(zhuǎn)速為5000rpm。 機械傳動系統(tǒng)要根據(jù)此參數(shù)設(shè)計。 2. 電機定位精度的選擇 機械傳動比確定后，可根據(jù)控制系統(tǒng)的定位精度選擇步進(jìn)電機 的步距角及驅(qū)動器的細(xì)分等級。一般選電機的一個步距角對應(yīng) 于系統(tǒng)定位精度的1/2 或更小。 注意：當(dāng)細(xì)分等級大于1/4后，步距角的精度不能保證。 伺服電機編碼器的分辨率選擇：分辨率要比定位精度高一個數(shù)量 級。 3. 電機力矩選擇 步進(jìn)電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜 力矩。靜力矩選擇的依

12、據(jù)是電機工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣 性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù) 載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行進(jìn)只要 考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好， 靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸） 轉(zhuǎn)動慣量計算 物體的轉(zhuǎn)動慣量為： 式中：dV為體積元，為 物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：kgm2 dVrJ 2 將負(fù)載質(zhì)量換算到電機輸出軸上轉(zhuǎn)動慣量，常見傳動機構(gòu)與公式如下： 加速度計算 控制系統(tǒng)要定位準(zhǔn) 確，物體運動必須 有加減速過程，如 右圖所示。 已知加速時間 、最大速度Vmax，可得電機的角加速度： t t ma

13、x (rad / s2) 電機力矩計算 力矩計算公式為： / )( L TJT 式中：TL為系統(tǒng)外力折算到電機上的力矩； 為傳動系統(tǒng)的效率。 四、計算例題（直線運動） 1. 運動學(xué)計算 2. 動力學(xué)計算 3. 選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)m 4. 計算電機力矩，選擇電機型號 四、計算例題（直線運動） 已知：直線平臺水平往復(fù)運動，最大行程L400 mm，同步帶 傳動；往復(fù)運動周期為T 4s；重復(fù)定位誤差 0.05 mm； 平臺運動質(zhì)量M 10 kg，無外力。 求：電機型號、同步帶輪直徑、最大細(xì)分?jǐn)?shù)。 平臺結(jié)構(gòu)簡圖 1. 運動學(xué)計算 平均速度為： 設(shè)加速時間為0.1 S；(步進(jìn)電機一般取加速時間

14、為：0.11秒) (伺服電機一般取加速時間為：0.050.5秒) 則加減速時間共為0.2 S，且加減速過程的平均速度為最大速度的一 半。 smV/ 2 . 02/4 . 0 故有：L 0.2 Vmax / 2 1.8 Vmax 0.4 m 得： Vmax 0.4 / （ 0.2 / 2 1.8 ） 0.211 m/s 所以，加速度為： 2 m/s 11.2 1 .0 0211.0 t V a 加速距離： 勻速距離： 減速距離和加速距離相同， m 0106. 01 . 011. 2 2 1 2 1 22 001 atVSS m 380. 08 . 1211. 0 max2 tVS m 0106.

15、 0 13 SS m 401.0 321 SSSS 2.動力學(xué)計算 同步帶上需要拉力： F M a + f 摩擦力：f M g 設(shè)導(dǎo)軌摩擦系數(shù) 0.1 則摩擦力：f 0.1 10 9.8 9.8 N 慣性力: F1 M a 10 2.11 21.1 N 故：同步帶上要有拉力 F F1+ f 21.19.8 30.9 N 3. 選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)m 設(shè)同步帶直徑30 mm 周長為C3.14 3.14 30 94.2 mm 核算定位精度：脈沖當(dāng)量 C / (200 m) C / (200 0.05)= 94.2 / (200 0.05) = 9.42 核算最大轉(zhuǎn)速：nmax Vmax/

16、 C 0.211 / (94.2/1000) 2.24 r/s 第2級主動輪直徑仍取：3 30 mm； 第1級主動輪直徑取：1 25 mm； 減速比取：i 1 ：3； 顯然，細(xì)分?jǐn)?shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低。 但是，同步帶直徑也不可能小2倍，所以只能增加一級減速 則第1級從動輪直徑為取：275 mm； 電機最大轉(zhuǎn)速為： 驅(qū)動器細(xì)分?jǐn)?shù)： 故，取4細(xì)分就很合適了。 實際脈沖當(dāng)量： 4.計算電機力矩，選擇電機型號 第2級主動輪上的力矩：T2F3 / 2 第1級主動輪上，即電機軸上的力矩：T1T2 i F 3 / 2 i = 0.155 Nm 由于沒有考慮同步帶的效率、導(dǎo)軌和滑塊裝配誤差造成的摩擦、同步帶 輪

17、的摩擦和轉(zhuǎn)動慣量等因素，同時，步進(jìn)電機在高速時扭矩要大幅度下 降；所以，取安全系數(shù)為3比較保險。 故，電機力矩To0.155 3 0.465 Nm )/(72. 6/3 maxmax srCVn 14. 3)/05. 0200/(iCm mmimC04. 0)/200/( 選57HS09即可，其靜力矩為0.9 Nm。和57HS09類似的電機矩 頻特性圖如下： 2細(xì)分（半步）： nmax403 r/min 2687pps 時，T 50 N cm 0.5 N m 五、雷賽公司步進(jìn)驅(qū)動器的命名方法五、雷賽公司步進(jìn)驅(qū)動器的命名方法 六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹 M系列系列

18、MD系列系列 ME系列系列 系列概述系列概述 M880/M840/M860/M 535 四個型號基于IMS 技術(shù)。第一代產(chǎn)品， 綜合性能較好，成本 高。 包括兩相和三相產(chǎn) 品，兩相有 MD556/MD882/MD 2278，三相有 3MD560/3MD2280， 屬第二代產(chǎn)品，低 噪聲，成本較M系 列低，較ME系列高 低成本系列，包括 ME432/M542/ME742/ ME872，第二代產(chǎn)品 低速平穩(wěn)性低速平穩(wěn)性 中低速噪聲中低速噪聲 高速性能高速性能 電機電機/驅(qū)動發(fā)熱驅(qū)動發(fā)熱 成本成本 備注備注 M415/M420/MA335B/M325為小驅(qū)動器，性能與M系列接近，適合 24V左右的應(yīng)

19、用，成本較低。 七、電機接線方法七、電機接線方法 1.步進(jìn)電機驅(qū)動器接線方法步進(jìn)電機驅(qū)動器接線方法 光電隔離原件作用：電氣隔離、抗干擾 共陽極接法、共陰極接法和差分方式接法 共陽極接法 共陰極接法 差分方式典型接線方法 2.2. 4 4、6 6和和8 8線電機接線方法線電機接線方法 a) 四線電機和六線電機高速度模式：輸出電流設(shè)成等于或略小于電機額定 電流值； b) 六線電機高力矩模式：輸出電流設(shè)成電機額定電流的0.7倍； c) 八線電機并聯(lián)接法：輸出電流應(yīng)設(shè)成電機單極性接法電流的1.4倍； d) 八線電機串聯(lián)接法：輸出電流應(yīng)設(shè)成電機單極性接法電流的0.7倍 。 八、評判步進(jìn)系統(tǒng)好壞的依據(jù)八、

20、評判步進(jìn)系統(tǒng)好壞的依據(jù) 1）振動、噪音（運行平穩(wěn)性）； 2）中、高速力矩； 3）溫升（發(fā)熱情況）； 4）保護(hù)功能； 5）可靠性 九、使用過程中常見問題及原因分析 十、步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題十、步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題 1、什么是步進(jìn)電機？在何種情況下該使用步進(jìn)電機？ 步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器 接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進(jìn) 角）。 您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可 以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)調(diào)速的目的。因此在需 要準(zhǔn)確定位或調(diào)速控制時均可考慮

21、使用步進(jìn)電機。 2、步進(jìn)電機分哪幾種？有什么區(qū)別？ 步進(jìn)電機分三種：永磁式（），反應(yīng)式（）和混合式（） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度； 反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動 都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家年代已被淘汰。 混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相四相和五相：兩相 步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機的應(yīng)用最為廣泛。 3、什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE）？ 保持轉(zhuǎn)矩（)是指步進(jìn)電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定 子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電

22、機在低速時的力矩 接近保持轉(zhuǎn)矩。保持轉(zhuǎn)矩越大則電機帶負(fù)載能力越強。由于步進(jìn)電機的輸出力矩隨速 度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量 步進(jìn)電機重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電機，在沒有特殊說明的情況 下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機。 4、步進(jìn)電機的驅(qū)動方式有幾種？ 一般來說，步進(jìn)電機有恒壓，恒流驅(qū)動兩種，恒壓驅(qū)動已近淘汰，目前普遍使用 恒流驅(qū)動。 5、步進(jìn)電機精度為多少？是否累積？ 一般步進(jìn)電機的精度為步進(jìn)角的3-5%。步進(jìn)電機單步的偏差并不會影響到下一步 的精度因此步進(jìn)電機精度不累積。 6、步進(jìn)電機的外表溫度允許達(dá)到多少？ 步進(jìn)電機溫度過

23、高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降甚至于丟失。 因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來說，磁性 材料的退磁點都在攝氏度以上，因此步進(jìn)電機外表溫度在攝氏度完 全正常。 7、為什么步進(jìn)電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降？ 當(dāng)步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反 向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo) 致力矩下降。 8、為什么步進(jìn)電機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫 聲? 步進(jìn)電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機在空載情況下能夠正常啟 動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于

24、該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有 加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速 升到高速）。我們建議空載啟動頻率選定為電機運轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的倍。 9、如何克服兩相混合式步進(jìn)電機在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲？ 步進(jìn)電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服： A、如步進(jìn)電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比提高步進(jìn)電機運行速度。 、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的，最簡便的方法。因為細(xì)分型驅(qū)動器 電機的相電流變流較半步型平緩。 、換成步距角更小的步進(jìn)電

25、機，如三相或五相步進(jìn)電機，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機。 、換成直流或交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高。 、在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機械結(jié)構(gòu)改變較大。 10、細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度？ 步進(jìn)電機的細(xì)分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是 減弱或消除步進(jìn)電機的低頻振動，提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能。比 如對于步進(jìn)角為1.8度的兩相混合式步進(jìn)電機，如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為，那么 電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45度，電機的精度能否達(dá)到或接近0.45度，還取決于細(xì)分 驅(qū)動器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)

26、分驅(qū)動器精度可能差別很大；細(xì)分 數(shù)越大精度越難控制。 11、四相驅(qū)動合式步進(jìn)電機與驅(qū)動器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別？ 四相混合式步進(jìn)電機一般由兩相驅(qū)動器來驅(qū)動，因此，連接時可以采用串聯(lián)接法或 并聯(lián)接法將四相電機接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機轉(zhuǎn)速較的場合使用。此時需要的 驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發(fā)熱小；并聯(lián)接法一般在電機轉(zhuǎn)速較高 的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電 機發(fā)熱較大。 12、如何確定步進(jìn)電機驅(qū)動器直流供電電源？ 、供電電源供電電壓的確定 混合式步進(jìn)電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍，電源電壓通常根據(jù)電

27、機的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，那么電壓 取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū) 動器。如果電機工作轉(zhuǎn)速較低，則可以考慮電壓選取較低值。 、供電電源輸出電流的確定 供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流來確定。如果采用線性電源，電源電流 一般可取的1.1-1.3倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取的1.5-2.0倍。如果 一個供電源同時給幾個驅(qū)動器供電，則應(yīng)考慮供電電源的電流應(yīng)適當(dāng)加倍。 13、混合式步進(jìn)電機驅(qū)動器的使能信號na一般在什么情況下使用？ 當(dāng)使能信號na為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自

28、由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求可以 用手動直接轉(zhuǎn)動電機軸，就可以將na置低，使電機脫機，進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié)。手 動完成后，再將na信號置高，以繼續(xù)自動控制。 14、如何用簡單的方法調(diào)整兩相步進(jìn)電機通電后的轉(zhuǎn)動方向？ 只需將電機與驅(qū)動器接線的+和A-（或者B+和B-)對調(diào)即可。 十一、步進(jìn)電動機與交流伺服電動機的性能比較 1. 控制精度不同 2. 低頻特性不同 3. 矩頻特性不同 4. 過載能力不同 5. 運行性能不同 6. 速度響應(yīng)性能不同 7. 效率指標(biāo)不同 十一、步進(jìn)電動機與交流伺服電動機的性能比較 1.控制精度不同 兩相步進(jìn)電機步距角為1.8；德國

29、百格拉公司生產(chǎn)的三相混合 式步進(jìn)電機及驅(qū)動器，可以細(xì)分控制來實現(xiàn)步距角為1.8、 0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、 0.036，兼容了兩相和五相步進(jìn)電機的步距角。交流伺服電動 機的控制精度由電動機后端的編碼器保證。如對帶標(biāo)準(zhǔn)2500線 編碼器的電動而言，驅(qū)動器內(nèi)部采用4倍頻率技術(shù)，則其脈沖當(dāng) 量為360/10000=0.036 ；對于帶17位編碼器的電動機而 言，驅(qū)動器每接收217 =131072個脈沖電動機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖 當(dāng)量為360/131072=0.00274658，是步距角為1.8的步進(jìn) 電機脈沖當(dāng)量的1/655。 2.低頻特性不同 兩相混合式步進(jìn)電動機在

30、低速運轉(zhuǎn)時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。交流伺 服電動機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。 3.矩頻特性不同 步進(jìn)電動機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高速是會急劇下 降。交流伺服電動機為恒力矩輸出，即在額定轉(zhuǎn)速（如3000RPM） 以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。 4.過載能力不同 步進(jìn)電動機一般不具有過載能力，而交流伺服電動機有較強的過載 能力，一般最大轉(zhuǎn)矩可為額定轉(zhuǎn)矩的3倍，可用于克服慣性負(fù)載在 啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電動機因為沒有這種過載能力，在選型 時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電動機，便出 現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。 5.運行性能不同 步進(jìn)電動機的控制為開環(huán)控制，啟動頻

31、率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn) 丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；停止時如轉(zhuǎn)速過高，易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所 以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系 統(tǒng)為閉環(huán)控制，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)丟步或 過沖現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 6.速度響應(yīng)性能不同 步進(jìn)電動機從靜止加速到工作速度（一般為幾百RPM）需要200400ms。 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的加速性能較好，從靜止加速到工作速度（如 3000RPM），一般僅需幾毫秒，可用于快速啟動的控制場合。 7.效率指標(biāo)不同 步進(jìn)電動機的效率比較低，一般60%以下。交流伺服電機的效率比較高， 一般80%以上。因此步進(jìn)電動機的溫升也比交流伺服電機的高。 2. 三系列典型驅(qū)動器（MD882；M860A；ME872）溫升對比 MD882： 52-26=26K；M860A： 52-26=26K ；ME872： 62-26=36