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步进电机为什么一定要加驱动器


工控朋友和PLC自动化从业者都知道步进电机,部分PLC入门学员还不太不明白为什么步进电机要加一个步进驱动器,而不是像普通电机那样直接接入电源就可以使用,步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。今天我们一起来了解步进驱动器

步进驱动器的结构:

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步进驱动器分为两部分一部分是环形分配器,另一部分是功率放大。  

环形分配器:要是接收3种信号分别为:脉冲信号,方向信号,脱机信号。然后再对脉冲信号进行分配,去控制功率放大器相应的晶体管导通,然后使步进电机的线圈得电。从这里我们可以看出,步进电机要运转那么必须要输入脉冲,如果没有脉冲,步进电机是不动的,所以我们需要一个驱动器来给步进电机的各项绕组依次通电。  

方向信号:要控制AB通电的相序,A-B顺时针,B-A逆时针  

脱机信号:步进电机停止时,AB线圈有一相得电,得电的功能使转子锁住,使转子不能动,需要收去拨动转子的时候,需要给脱机信号,使AB相绕组完全断电,转子处于自由转动状态。

步进电机,步进驱动器和PLC之间的连接:

步进驱动器首先要外接直流电源24~28V,一端要连步进电机,另一端作输入信号也就是控制信号,步进电机接受外部信号的结构是采用光电隔离的,比如:PLC的脉冲信号送到驱动器内部,我们要使PLC产生脉冲只需要让Y0不断的接通与截止就可以产生。

当Y0导通的时候电流从CP+流进去,通过限流电阻,二极管,再经过CP-,再通过COM端回到电源的负端,这样就构成了一个回路。这样的话发光二极管就导通,晶体管也会被导通就会产生一个高电平1,如果截止就会产生一个低电平0。这样当Y0不断接通与截止,并且通过这个电路就可以把脉冲从外部设备送到驱动器中。然后环形分配器收到这个脉冲,再对脉冲信号进行分配。控制步进电机的绕组依次得电。所以步进电机在旋转的时候必须要有脉冲,如果没有脉冲,那么步进电机就会处于停止状态。方向信号与脱钩信号也是同样的道理。

之前我们有讲过步进电机的细分为了提高步进电动机控制的精度,现在的步进驱动器都有细分的功能,驱动器细分后的主要优点为:完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性,而细分是消除它的唯一途径,如果您的步进电机有时要在共振区工作(如走圆弧),选择细分驱动器是唯一的选择。提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机,其力矩比不细分时提高约30-40% 。提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度,‘提高电机的分辨率‘是不言而喻的。

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步进电机的细分表在驱动器上都会标注。(如上图所示)

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