| 步进电机、步进电机驱动器常见问题解答 |
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| 1.什么是步进电机，什么是步进电机驱动器？ |
步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的, 其特点是没有积累误差, 所以广泛应用于各种开环控制。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。 所以，控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机精确定位目的。
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| 2.什么是驱动器的细分？什么是运行拍数？步距角如何计算？ |
| 要了解“细分”，先要弄清“步距角”这个概念：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关，参见下表（以86BYG250A电机为例）： |
| 电机固有步距角 | 运行拍数 | 细分数 | 电机运行时的真正步距角 | | 0.9°/1.8° | 8 | 驱动器工作在2细分即半步状态 | 0.9° | | 0.9°/1.8° | 20 | 细分驱动器工作在5细分状态 | 0.36° | | 0.9°/1.8° | 40 | 细分驱动器工作在10细分状态 | 0.18° | | 0.9°/1.8° | 80 | 细分驱动器工作在20细分状态 | 0.09° | | 0.9°/1.8° | 160 | 细分驱动器工作在40细分状态 | 0.045° |
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简单地讲，细分数就是指电机运行时的真正步距角是固有步距角(整步）的几分指一。从上表可以看出：驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18° ，这就是细分的基本概念。
; e3 |+ v# F4 V% z8 @$ V 更为准确地描述驱动器细分特性的是运行拍数，运行拍数指步进电机运行时每转一个齿距所需的脉冲数。86BYG250A电机有50个齿，如果运行拍数设置为160，那么步进电机旋转一圈总共需要50×160＝8000步；对应步距角为360°÷8000＝0.045°。请注意，如果运行拍数设为30，按上表对应关系细分数为7.5,不是一个整数。/ M+ M" z+ Q4 Y4 u- x
细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。
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| 3.驱动器细分有什么优点？ |
其一， 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。 其二， 提高了电机的输出转矩。细分比不细分，输出转矩对各种电机都有不同程度的提升。
" E' C8 N- f7 S 其三， 提高了电机的分辨率。减小了步距角，提高了步距的均匀度。5 e$ y2 @* `# I( l
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| 4.反应式步进电机与混合式步进电机的区别？ |
首先，在结构和材料上不同，反应式电机不象混合式电机那样内部具有永久磁性材料，混合式电机具有一定的自锁转矩。
+ x4 d2 c+ t; [! i! p- Z 其次，在运行性能上有差别，混合式电机运行时相对较平稳，输出力矩相对较大，运行声音小。
) }* L0 N! u/ c! c; }: o: ~3 p 再次，两种电机在价格上有差别，反应式电机比混合式电机相对便宜，但并不明显。. M$ l ?& S( B. ?* {
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| 5.步进电机的运行方向和我要求的相反，怎样调整？ |
一种方法是改变控制系统的方向信号。 另一种方法是通过调整电机的接线来改变方向,具体如下表8 N+ T8 `6 \* g/ F
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| 电机接线方式 | 原来接线序列 | 换向后接线序列 | | 两相四线 | A，A'，B，B' | A'，A，B，B'或者A，A'，B'，B | | 三相三线 | A，B，C | B，A，C或者A，C，B | | 三相六线 | A，A'，B，B'，C，C' | B，B'，A，A'，C，C'或者A，A'，C，C'，B，B' | | 五相五线 | A，B，C，D，E | E，D，C，B，A |
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| 6.电机是二相四相六根和八根线的，而驱动器只要求接四根线，该怎样使用？ |
四相混合式电机也称二相混合式电机，只是四相电机的绕组引出线有多种接法。6 p7 B: M" ^0 f1 S0 ]
四出线电机 ^1 ?! O* |0 s! R& }
http://www.cndxe.cn/stepping_motor_drivers/images/image002.gif 8 ^3 L( j7 K# t! }
6 k3 P* X/ R. z# m 和2为一相，分别接A和/A；3和4为一相，分别接B和/B。 - I" @- @: V7 T' X
六出线电机0 P# f/ G' c8 ^2 q
http://www.cndxe.cn/stepping_motor_drivers/images/image004.gif9 j0 _+ w5 n! S6 c" K, b
1 h; }8 h7 b' @' `" f" O和2为一相，分别接A和/A；5和6为一相，分别接B和/B。
3 F% F. a& I& g4 X+ D: B1 [3和4不用，分别悬空（请勿相连）。
) r9 G0 y. \$ @7 Y& J 八出线电机 0 w5 y8 Q6 z% n; e5 J
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( K1 w" t% z" K和3相连，2和4相连，分别接A和/A；5和7相连，6和8相连，分别接B和/B。 : {- A0 P1 ?0 o) S) Q
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| 7.电机的噪音特别大；而且没有力，电机本身在振动？ |
如遇到这种情况时，是因为步进电机工作在振荡区，一般改变输入信号频率CP就可以解决此问题。4 q2 o4 p* {& l5 M' i
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| 8.电机在低速运行时正常，当是频率略高一点就出现堵转现象？ |
| 遇到这种情况多是因为加在驱动器的电源电压不够高引起的；把输入电压加高一些，就可以解决此问题,注意不能高于驱动器电源端标注的最高电压；否则会引起驱动器烧毁. |
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| 9.驱动器通电以后，电机在抖动,不能运转？ |
| 遇到这种情况时，首先检查电机的绕组与驱动器连接有没有接错；如没有接错再检查输入频率CP是否太高；是否升降频设计不合理，参考升降频设计；以上原因都不是，可能是驱动器烧毁，请与我们联系。 |
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| 10.升降速设计 |
步进电机速度控制是靠输入的脉冲信号的变化来改变的，从理论上说，只需给驱动器脉冲信号即可，每给驱动器一个脉冲（CP），步进电机就旋转一个步距角（细分时为一个细分步距角）但是实际上，如果脉冲CP信号变化太快，步进电机由于惯性将跟随不上电信号的变化，这时会产生堵转和丢步现象，所以步进电机在启动时，必须有升速过程，在停止时必须有降速过程。一般来说升速和降速规律相同，以下为升速为例介绍：
9 i2 v- o, n( w8 O" ] 升速过程由突跳频率加升速曲线组成（降速过程反之）。突跳频率是指步进电机在静止状态时突然施加的脉冲启动频率，此频率不可太大，否则也会产生堵转和丢步。升降速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线，当然也可采用直线或正弦曲线等。用户需根据自己的负载选择合适的突跳频率和升降速曲线，找到一条理想的曲线并不容易，一般需要多次‘试机’才行。指数曲线在实际软件编程中比较麻烦，一般事先算好时间常数存贮在计算机存贮器内，工作过程中直接选取。8 L" e9 O' H. _) ^4 [
升降速曲线的设计直接影响电机运行的平稳性、升降速快慢、电机运行声音、最高速度、定位精度。
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发表于 2006-12-4 23:28:57
