你知道三種步進(jìn)電機驅動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)嗎？
步進(jìn)電機驅動(dòng)方式有三種，但你知道其中的區別嗎？不知道？呵呵，我來(lái)帶你瞅一瞅。
眾所周知，步進(jìn)電機的驅動(dòng)辦法有整步，半步，細分驅動(dòng)。三者既有差異又有聯(lián)絡(luò )，現在，市面上許多驅動(dòng)器支撐細分驅動(dòng)辦法。
我們都知道步進(jìn)電動(dòng)機是一種把電脈沖信號轉換成機械角位移的操控電機，常作為數字操控體系中的履行元件。當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向滾動(dòng)一個(gè)固定的視點(diǎn)（這個(gè)視點(diǎn)叫做歩距角）。
正常運動(dòng)情況下，它每轉一周具有固定的步數；做接連步進(jìn)運動(dòng)時(shí)，其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率堅持嚴格的對應聯(lián)系，不受電壓動(dòng)搖和負載改變的影響。本文小編將帶領(lǐng)我們具體的了解步進(jìn)電機整步驅動(dòng)、半步驅動(dòng)、細分驅動(dòng)的工作原理及優(yōu)缺陷。
步進(jìn)電機的驅動(dòng)辦法
如下圖是兩相步進(jìn)電機的內部定子示意圖，為了使電機的轉子能夠接連、平穩地滾動(dòng)，定子有必要發(fā)生一個(gè)接連、均勻的磁場(chǎng)。因為從微觀(guān)上看，電機轉子一直跟從電機定子組成的磁場(chǎng)方向。假如定子組成的磁場(chǎng)改變太快，轉子跟從不上，這時(shí)步進(jìn)電機就出現失步現象。
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
既然電機轉子是跟從電機定子磁場(chǎng)滾動(dòng)，而電機定子磁場(chǎng)的強度和方向是由定子組成電流決議且成正比。即只需操控電機的定子電流，則能夠達到驅動(dòng)電機的目的。下圖是兩相步進(jìn)電機的電流組成示意圖。其間Ia是由A-A`相發(fā)生，Ib是由B-B`相發(fā)生，它們兩個(gè)組成后發(fā)生的電流I就是電機定子的組成電流，它能夠代表電機定子發(fā)生磁場(chǎng)的巨細和方向。
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
根據以上步進(jìn)電機的布景描繪，關(guān)于步進(jìn)電機的整步、半步、細分的三種驅動(dòng)辦法，都會(huì )是同一種辦法，僅僅電流把一個(gè)圓（360°）切割的粗細程度不同。
1、整步驅動(dòng)
關(guān)于整步驅動(dòng)辦法，電機是走一個(gè)整步，如關(guān)于一個(gè)步進(jìn)角是3.6°的步進(jìn)電機，整步驅動(dòng)是每走一步是走3.6°。
下圖是整步驅動(dòng)辦法中，電機定子的電流次序示意圖：
由上圖可知，整步驅動(dòng)每一時(shí)間只要一個(gè)相通電，所以這種驅動(dòng)辦法的驅動(dòng)電路能夠是很簡(jiǎn)略，程序代碼也是相對簡(jiǎn)略完成，且由上圖能夠得到電機整步驅動(dòng)相序如下：
BB’→A’A→B’B→AA’→BB’
下圖是這種驅動(dòng)辦法的電流矢量切割圖：
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
可見(jiàn)，整步驅動(dòng)辦法的電流矢量把一個(gè)圓均勻切割成四份。
下圖是整步驅動(dòng)辦法的A、B相的電流I vs T圖：
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
總結：
能夠看出，整步驅動(dòng)的缺陷：描出的正弦波是粗糙的。運用這種辦法驅動(dòng)步進(jìn)電機，低速時(shí)電時(shí)機顫動(dòng)，噪聲會(huì )比較大?？墒?，這種驅動(dòng)辦法的長(cháng)處：不管在硬件或軟件上都是相對簡(jiǎn)略，從而驅動(dòng)器制作本錢(qián)簡(jiǎn)略得到操控。
2、半步驅動(dòng)
關(guān)于半步驅動(dòng)辦法，電機是走一個(gè)半步，如關(guān)于一個(gè)步進(jìn)角是3.6°的步進(jìn)電機，半步驅動(dòng)是每走一步，是走1.8°（3.6°/2）。
下圖是半步驅動(dòng)辦法中，電機定子的電流次第示意圖：
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
由上圖可見(jiàn)，半步驅動(dòng)辦法的比整步驅動(dòng)辦法相對雜亂一些，在同一時(shí)間，可能兩個(gè)相都需求被通電，假如要求電機滾動(dòng)的力矩平穩，則需求在兩相一起通電時(shí)，通電電流應該為單相通電電流的sin（45°），即√2/2。當然，能夠直接通以和單相通電流持平的電流，結果是電機滾動(dòng)進(jìn)程中的力矩不穩定，但它帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是驅動(dòng)電路或軟件編寫(xiě)的簡(jiǎn)化。
以下是這種的驅動(dòng)辦法的驅動(dòng)相序：
BB’→BB’ A’A→A’A→B’B A’A→ B’B→B’B AA’→AA’→ AA’ BB’
假如需求回轉，只需按以上相序的逆向進(jìn)行通電即可。
當按以上相序對電機通電，發(fā)生的電流矢量則能夠把一個(gè)圓切割成8份，如下圖所示：
半步驅動(dòng)一方面使電機的步進(jìn)分辨率進(jìn)步了一倍，且電機工作會(huì )更為平穩。
比照地，半步驅動(dòng)辦法的兩相電流圖如下圖所示：
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
總結：
由上圖看出，半步驅動(dòng)辦法的長(cháng)處：描出的正弦波較之整步驅動(dòng)辦法，有了改觀(guān)，進(jìn)步了精度。這樣的優(yōu)點(diǎn)是在無(wú)需更改電機的情況下，電機的步進(jìn)角分辨率進(jìn)步了一倍，且電機工作相對安靜一些。
3、細分驅動(dòng)
如下圖，能夠看出某種規則：
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
看上圖，電流矢量切割圓越來(lái)越稠密，如上圖的c。這是4細分驅動(dòng)的切割圖，從微觀(guān)上可幻想，電機轉子走一步的視點(diǎn)將會(huì )隨著(zhù)細分數的添加而減小，電機滾動(dòng)也越來(lái)越平穩、安靜。從某種意義上，整步和半步驅動(dòng)也是細分驅動(dòng)的相同，它們的聯(lián)系就如正方形和長(cháng)方形的聯(lián)系。
一文解析步進(jìn)電機三種驅動(dòng)辦法的優(yōu)缺陷
上圖是4細分驅動(dòng)辦法的兩相電流圖，由圖看出，這時(shí)每相電流的曲線(xiàn)較半步驅動(dòng)時(shí)的電流曲線(xiàn)愈加細膩。
電流細分是細分驅動(dòng)的其間一種辦法，恒流的完成常用斬波驅動(dòng)，給定的電流是以正弦波散布。另一種為電壓細分，這種辦法是比正弦波的電壓驅動(dòng)電機的線(xiàn)圈，能夠不需求反應地完成電機的細分驅動(dòng)，可是因為電機的反電勢等的作用，正弦波電壓驅動(dòng)并不能發(fā)生正弦波的電流，作用沒(méi)有電流細分好，可是它的驅動(dòng)電路相對簡(jiǎn)略。
總結：
細分能夠進(jìn)步電機的步進(jìn)角分辨率，可是，這并不是細分驅動(dòng)的初衷，而是為了減緩步進(jìn)電機工作進(jìn)程的轟動(dòng)和噪聲，使電機的力矩輸出更平穩。這有點(diǎn)像數碼相機的光學(xué)變焦和數字變焦的聯(lián)系，進(jìn)步步進(jìn)體系分辨率最好依托電機自身和機械結構。
在工程使用中，電機的細分數可能不同，在低速時(shí)，可增大細分數，當速度添加時(shí)，減少細分數。
