兩種步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理

一、步進(jìn)電機(jī)控制原理（開環(huán)控制）

PLC或上位機(jī)發(fā)送脈沖頻率、脈沖數(shù)量、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方向信號(hào)給到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械部分運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有反饋位置信號(hào)給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。

優(yōu)點(diǎn)：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型范圍廣，設(shè)置簡(jiǎn)單，易調(diào)節(jié)，較便宜。

缺點(diǎn)：丟步，定位不準(zhǔn)。

共陽(yáng)極接法和共陰極接法的步進(jìn)電機(jī)接線圖

 
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接線圖及plc接線方法

步進(jìn)電機(jī)接線

典型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接線圖

接線主要有3個(gè)方面：

1、電源，包括驅(qū)動(dòng)器電源和脈沖方向信號(hào)電源，小型步進(jìn)有的是使用同一個(gè)24電源，有的是單獨(dú)給驅(qū)動(dòng)配一個(gè)電源，一般是36-90V的。

2、電機(jī)接線：電機(jī)一般是AB兩個(gè)繞組。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我會(huì)單獨(dú)出一篇文章來(lái)介紹的，因?yàn)槔锩嬗行┥虡I(yè)秘密相關(guān)的，不好展示太多。

3、信號(hào)：主要包括脈沖、方向。很多場(chǎng)合我們是不接使能端，這個(gè)得看你的應(yīng)用場(chǎng)景

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線注意事項(xiàng)：

1、電源不要搞錯(cuò)，有的信號(hào)是24V，有的是5V。這是很多人不注意的地方。如果是5v的，就需要串接電阻來(lái)降壓限流。

2、細(xì)分要設(shè)置好，比如設(shè)置1000個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈，而剛好轉(zhuǎn)一圈的位移是5mm,那么你在PLC發(fā)一個(gè)脈沖移動(dòng)的距離就是0.005mm.

3、電機(jī)方向，如果不想改PLC程序，那就通過(guò)把A或B繞組的隨意兩根線調(diào)換一下。

二、步進(jìn)電機(jī)控制原理（閉環(huán)控制）

隨著技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也有安裝編碼器的，反饋位置信號(hào)到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，也有的資料叫做步進(jìn)伺服控制系統(tǒng)。同樣PLC或上位機(jī)發(fā)送脈沖頻率、脈沖數(shù)量、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方向信號(hào)給到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械部分運(yùn)動(dòng)。

步進(jìn)伺服控制系統(tǒng)解決了步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制時(shí)的丟步問(wèn)題，提高了定位控制的精度（由編碼器分辨率決定，不會(huì)比伺服電機(jī)的精度高）。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類

一、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、步距角小，轉(zhuǎn)子開有牙槽，與定子上的牙槽對(duì)應(yīng)。

二、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)矩大，步距角也大，較節(jié)能。

三、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

綜合上面兩種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩大，步距角小，能耗小，運(yùn)行頻率高，是現(xiàn)在市場(chǎng)上的主流步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。

轉(zhuǎn)子軸向最里層是稀土材料制成的永磁體，其外面包圍一圈可磁化的硅鋼片，硅鋼片外圓開有牙槽，轉(zhuǎn)子軸向兩端分別為S極和N極，S極牙槽與N極牙槽錯(cuò)開位置，對(duì)定子產(chǎn)生推力和拉力。定子上也開有牙槽與轉(zhuǎn)子牙槽對(duì)應(yīng)。

步距角=180/（定子繞組相數(shù)*轉(zhuǎn)子齒數(shù)）

 
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電路種類

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)服務(wù)的，作用是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，分為兩種電路：

一、單極驅(qū)動(dòng)器電路

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器所用的電源為直流電源，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸出給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈的直流電流為單方向：如A \B\C\D。

 
步進(jìn)電機(jī)定子

二、雙極驅(qū)動(dòng)器電路

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器所用的電源為直流電源，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸出給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈的直流電流為正反方向交替：如A \B\-A\-B。

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