什么是步进电机的细分,有什么用途?


步进电机的步距角



了解步进电机驱动器的细分,先要弄清步进电机步距角这个概念!



步距角,即在没有减速齿轮的情况下,对于一个脉冲信号,转子所转过的机械角度。

电机的步距角表示控制系统每发送一个脉冲信号,电机所转动的角度。或者说,每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为歩距角。也可以这样描述:定子控制绕组每改变一次通电方式,称为一拍。每一拍转子转过的机械角度称之为步距角,通常用θs表示。常见的有3°/1.5°,1.5°/0.75°,3.6°/1.8°。如,对于步距角为1.8度的步进电机(小电机),转一圈所用的脉冲数为 n=360/1.8=200个脉冲。


步距角的误差不会长期积累,只与输入脉冲信号数相对应,可以组成结构较为简单而又具有一定精度的开环控制系统,也可以在要求更高精度时组成闭环系统。



 






举个例子,对步距角进行说明,大家可以更清楚的理解这个概念:

如电机给出的值为 7.5°/15°(表示半步工作时为7.5°、整步工作时为15°),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。

 





步进电机驱动器的细分






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。从下表可以看出: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。【搞懂了么?可以反复的认真想想】


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。某电机有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50×1608000步;对应步距角为360°÷80000.045°。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。

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。



步进电机驱动分的主要优点

 



1、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。

2、提高了电机的输出转矩

       尤其是对三相反应式电机,其力矩比不细分时提高约30-40% 。

3、提高了电机的分辨率

       由于减小了步距角、提高了步距的均匀度,‘提高电机的分辨率’是不言而喻的。

       以上这些优点,尤其是在性能上的优点,并不是一个量的变化,而是质的飞跃。根据记录,原来使用不细分驱动器的用户通过比较后,大都改选为细分驱动器。所以建议最好选用细分驱动器。