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）。以新能源汽車方面的為例，一般需要加工的都是較粗的大平方線束，這類線束需要裁斷、剝皮和壓接端子作業(yè)，才能在新能源汽車內(nèi)部有效連接，從而是整個(gè)車實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)、充電等功能。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。

步進(jìn)電機(jī)

總所周知，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能提升，既要依賴于步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)步，同時(shí)很好的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也是重要因素，因此，一般步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研究一般是同步進(jìn)行的。文獻(xiàn)研究者根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的線性或近似線性模型推導(dǎo)出了全局穩(wěn)定的自適應(yīng)控制算法,這些控制算法都嚴(yán)重依賴于電機(jī)模型參數(shù)。步進(jìn)電機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)中，那么步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器呢，它具體可以應(yīng)用于哪些行業(yè)呢？    步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用范圍：

1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于ATM機(jī)、噴繪機(jī)、刻字機(jī)、寫真機(jī)、噴涂設(shè)備、醫(yī)學(xué)儀器及設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)及海量存儲(chǔ)設(shè)備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域。特別適合要求運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)、高輸出扭矩的應(yīng)用場(chǎng)合。

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在電腦繡花機(jī)等紡織機(jī)械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，這類步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是保持轉(zhuǎn)矩不高，頻繁啟動(dòng)反應(yīng)速度快、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)、控制性能好、整機(jī)成本低。

單極性電機(jī)每相上有兩個(gè)極性相反的繞組線圈，電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)只要交替對(duì)同一相上的兩個(gè)繞組線圈進(jìn)行通電勵(lì)磁。配合以直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或齒輪箱裝置，更可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜、精密的線性運(yùn)動(dòng)控制要求。驅(qū)動(dòng)電路設(shè) 計(jì)上只需要四個(gè)電子開(kāi)關(guān)。在雙極性驅(qū)動(dòng)模式下，因?yàn)槊肯嗟睦@組線圈為100%勵(lì)磁，所以雙極性驅(qū)動(dòng)模式下電機(jī)的輸出力矩比單極性驅(qū)動(dòng)模式下提高了約 40%。步進(jìn)電機(jī)以一個(gè)固定的步距角轉(zhuǎn)動(dòng)，就像時(shí)鐘內(nèi)的秒針。這個(gè)角度稱為基本步距角。鳴志提供兩種基本步距角來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)：基本步距角為1.8°的兩相步進(jìn)電機(jī)和基本步距角為1.2°的三相步進(jìn)電機(jī)。

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步進(jìn)電機(jī)加減速必須采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。

步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸入脈沖信號(hào)的變化而變化。步進(jìn)電機(jī)只需發(fā)出脈沖信號(hào)，那么它就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，如果脈沖信號(hào)變化過(guò)快，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)因內(nèi)部反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼而使轉(zhuǎn)子和定子之間的磁反應(yīng)跟不上電信號(hào)的變化，從而造成堵轉(zhuǎn)和丟步。

所以步進(jìn)電機(jī)在高速起動(dòng)時(shí)，必須采用脈沖頻率升速的方法，在起動(dòng)過(guò)程中還必須有降速過(guò)程，以保證步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定位控制。選用高的效率型步進(jìn)電機(jī)高的效率型步進(jìn)電機(jī)通過(guò)材質(zhì)的較佳化，大幅降低損耗，發(fā)熱也得以減少。加快與減速的原則相同。為了解決步進(jìn)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)這一問(wèn)題，應(yīng)采用加減速控制方法。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，要逐步提高脈沖頻率，減速時(shí)要逐步降低脈沖頻率。我們常說(shuō)的“加減速”法就是這樣。