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*ROX驅動器KZ 160

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江蘇邱成機電有限公司
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公司

驅動器簡介

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步進電動機和步進電動機驅動器構成步進電機驅動系統(tǒng)。步進電動機驅動系統(tǒng)的性能，不但取決于步進電動機自身的性能，也取決于步進電動機驅動器的優(yōu)劣。對步進電動機驅動器的研究幾乎是與步進電動機的研究同步進行的。

分類

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步進電機按結構分類：步進電動機也叫脈沖電機，包括反應式步進電動機（VR）、永磁式步進電動機（PM）、混合式步進電動機（HB）等。

（1）反應式步進電動機：也叫感應式、磁滯式或磁阻式步進電動機。其定子和轉子均由軟磁材料制成，定子上均勻分布的大磁極上裝有多相勵磁繞組，定、轉子周邊均勻分布小齒和槽，通電后利用磁導的變化產生轉矩。一般為三、四、五、六相；可實現大轉矩輸出（消耗功率較大，電流高可達20A，驅動電壓較高）；步距角?。ㄐ】勺龅?0’）；斷電時無定位轉矩；電機內阻尼較小，單步運行（指脈沖頻率很低時）震蕩時間較長；啟動和運行頻率較高。

（2）永磁式步進電動機：通常電機轉子由永磁材料制成，軟磁材料制成的定子上有多相勵磁繞組，定、轉子周邊沒有小齒和槽，通電后利用永磁體與定子電流磁場相互作用產生轉矩。一般為兩相或四相；輸出轉矩小（消耗功率較小，電流一般小于2A，驅動電壓12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；斷電時具有一定的保持轉矩；啟動和運行頻率較低。

（3）混合式步進電動機：也叫永磁反應式、永磁感應式步進電動機，混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。其定子和四相反應式步進電動機沒有區(qū)別（但同一相的兩個磁極相對，且兩個磁極上繞組產生的N、S極性必須相同），轉子結構較為復雜（轉子內部為圓柱形永磁鐵，兩端外套軟磁材料，周邊有小齒和槽）。一般為兩相或四相；須供給正負脈沖信號；輸出轉矩較永磁式大（消耗功率相對較小）；步距角較永磁式?。ㄒ话銥?.8度）；斷電時無定位轉矩；啟動和運行頻率較高；發(fā)展較快的一種步進電動機。 [1] 

　　

系統(tǒng)控制

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步進電動機不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專

K.215B

DHZO-TE-071-L5

AKM53G-ACCNR-00

T2BBB920

3029409.TURCK;186E

Wiper arm load gauge 00403-M;

Ursprungs-zeugnis

EL2904

Nr:5010013

0305511 MPG-PLUS 32

T-FB-4.0

8000-88000 -0000000

Silver/T/8076-A-4(ST1.8076.A40000AH6301)

DME 512

GHG 512 7406 R 0001

BK9105

SSQD-6-316 - QD, 3/8" NPS(M)

用的驅動電源（步進電動機驅動器）?？刂破鳎}沖信號發(fā)生器）可以通過控制脈沖的個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

基本原理

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步進電機驅動器的原理，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。圖1是該四相反應式步進電機工作原理示意圖。

四相步進電機步進示意圖 開始時，開關SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉子0、3號齒對齊，同時，轉子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產生錯齒。 當開關SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉子轉動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產生錯齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉子會沿著A、B、C、D方向轉動。

四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉動力矩又可以提高控制精度。

驅動方式

編輯

步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專

2061.44.008.030.10

9990000059

MF2-8,4-5,0-TMU-M6-1B

HDM11S/2K05 150/AA01 L300,Nr.200061121161

03099-0508121

7000-12101-6341000

NM4-N-28:1-T40X7-LH-300-AP-FB-0-0-0

DHI-0750/2 24DC

821201109

14010001.STEUTE ES 14 WR

120105 SWB 250

BI25-G47-VP4X-B2141

BR 35 Gr.3 35.06.3.12.2.00

MV60-003

TYP547.24.2.1

BG50-11/DHE13LA6,Artikel-Nr.: 188B740700

DKE-1711 24V

用的驅動器，如圖所示，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。驅動單元必須與驅動器直接耦合（防電磁干擾），也可理解成微機控制器的功率接口，這里予以簡單介紹。

1.單電壓功率驅動

實用單電壓功率驅動接口及單步響應曲線

電路如圖所示。在電機繞組回路中串有電阻Rs，使電機回路 雙電壓功率驅動接口

時間常數減小，高頻時電機能產生較大的電磁轉矩，還能緩解電機的低頻共振現象，但它引起附加的損耗。一般情況下，簡單單電壓驅動線路中，Rs是*的。Rs步進電機單步響應的改善如圖3(b)。

2.雙電壓功率驅動

雙電壓驅動的功率接口如圖4所示。雙電壓驅動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅動，而在高速（高頻段）時用較高的電壓UH驅動。這種功率接口需要兩個控制信號，Uh為高壓有效控制信號，U為脈沖調寬驅動控制信號。圖中，功率管TH和二極管DL構成電源轉換電路。當Uh低電平，TH關斷，DL正偏置，低電壓UL對繞組供電。反之Uh高電平，TH導通，DL反偏，高電壓UH對繞組供電。這種電路可使電機在高頻段也有較大出力，而靜止鎖定時功耗減小。

3.高低壓功率驅動

高低壓功率驅動接口如圖所示。高低壓驅動的設計思想是，不論電機 高低壓功率驅動接口

工作頻率如何，均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿，而在前沿過后，用低電壓UL來維持繞組的電

682434-25

CAD15.1,6,173-002-02

AZ/AZM 200-B1-LTP0

LEM-AB-116T-21-NNNN R911325865

SZ846006

901224232 DA6VP2A5X/100FSM

DIN 988 PS ST 14x20x1

2017050,Typ 501001 Filtereinsatz

5714A

SACC-M12FSB-5CON-PG9 SH AU - 1507777

TSX 35 E G1 X 1400

AKP87E-1 1/4"-DAD63N-GROB PN100

226323;130/6,rot :3031.1306B

92713

流。這一作用同樣改善了驅動器的高頻性能，而且不必再串聯電阻Rs，消除了附加損耗。高低壓驅動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul，它們應保持同步，且前沿在同一時刻跳變，如圖所示。圖中，高壓管VTH的導通時間tl不能太大，也不能太小，太大時，電機電流過載；太小時，動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。（當這個數值與電機的電氣時間常數相當時比較合適）。

4.斬波恒流功率驅動

恒流驅動的設計思想是，設法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數值。使電機具有 圖6 斬波恒流功率驅動接口

恒轉矩輸出特性。這是使用較多、效果較好的一種功率接口。圖6是斬波恒流功率接口原理圖。圖中R是一個用于電流采樣的小阻值

IBV101 TTL*10 ID:536398-01

WUVPZ-1NCO-10-1 24DC

PMK25-2

SIL-ASDB09SB-8(Anschlu?kabel seriell 2xDSUB9, LIYCY 0,14 Stecker/Buchse 1:1, 8m)

774738 PNOZ X4 230VAC 3n/o 1n/c

FRIEDRICHS FILTERSYSTEME GMBH

CPS 10.2 ?10 ?10

GUR005

3009192

GCMMW.E04

60700019

CATVision-AR-CON-RM

KH1061T 10610630012

GP408XSC-C

電阻，稱為采樣電阻。當電流不大時，VT1和VT2同時受控于走步脈沖，當電流超過恒流給定的數值，VT2被封鎖，電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感，此時靠二極管VD續(xù)流，維持繞組電流，電機靠消耗電感中的磁場能量產生出力。此時電流將按指數曲線衰減，同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數值，VT2導通，電源再次接通。如此反復，電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數值上，形成小小的鋸齒波，如圖所示。