步进电机驱动器百科
来源:中山电气网 发布时间:2019-04-13 阅读:55

步进电机驱动器简介

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速和定位的目的。步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能,不但取决于步进电动机自身的性能,也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的。

工作原理
步进电机驱动器的原理,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。

四相步进电机步进示意图开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

驱动器相当于开关的组合单元。通过上位机的脉冲信号有顺序给电机相序通电使电机转动。

应用
步进电机驱动器广泛应用于雕刻机、水晶研磨机、中型数控机床、脑电绣花机、包装机械、喷泉、点胶机、切料送料系统等分辨率较高的大、中型数控设备上。 


分类
步进电机驱动器共有4大类,它们分别是通用步进驱动器、高压步进驱动器、总线步进驱动器、自带编程驱动器。 


选型指南
步进驱动器选型时需要注意的几个关键性参数:

1、步进电机驱动器的电流
电流是判断步进电机驱动器能力的大小,是选择驱动器的重要指标之一,通常驱动器的最大电流要略大于电机标称电流,通常驱动器有2.0A、3.5A、6.0A、8.0A等规格。

2、步进电机驱动器供电电压
供电电压是判断驱动器升速能力的标志,常规电压供给有:24VDC、40VDC、80VDC、110VAC等。

3、步进电机驱动器的细分
细分是控制精度的标志,通过增大细分能改善精度。细分能增加电机平稳性,通常步进电机都有低频振动的特点,通过加大细分可以改善,使电机运行非常平稳。

4、控制信号接口说明
差分式接口:步进电机驱动器采用差分式接口电路,内置高速光电耦合器 ,允许接收长线驱动器,集电极开路和PNP输出电路的信号,可适配各种控制器接口,包括西门子PLC。建议用长线驱动器电路,抗干扰能力强。

单/双脉冲模式:步进电机驱动器可以接收两类脉冲信号:一种为脉冲+方向形式(单脉冲);一种为正脉冲+反脉冲(双脉冲)形式。可通过驱动器内部的跳线器进行选择。

维护保养
步进驱动器的使用是非常广泛的,为了保证在使用上面的稳定性,定期的清理是非常有必要的:

1、油污清理:要把油污清理干净后还需保持,因为设备在使用中,需要不断的使用润滑油来保证设备的稳定性。

2、干燥需要:设备清理过程中要注意保持干燥,要用干燥的布料进行擦拭,避免其锈蚀的可能性。

3、润滑油更换:设备清理干净以后,润滑油在进行更换时要注意时间和季节的不同,确保润滑油在使用时的安全。

注意事项
步进电机驱动器安全注意事项:

1、信号电缆和电机电缆必须屏蔽、分别走线,距离越大效果越好。

2、电机电缆最长为50米。

3、信号电缆和电机电缆中多余线一定要剪掉并做绝缘处理。

4、电机电缆双端屏蔽,一端接电机外壳,另一端接驱动器PE端,并可靠接大地。

5、驱动器和电机需可靠接大地。

6、驱动器必须在断电2分钟后,才能再次接线、安装和参数设置。

7、严禁非专业技术人员带电对电机和驱动器进行任何参数设置和测量。

8、驱动器的输入电压必须满足要求。

9、通电前,要确保电源电缆、电机电缆、信号电缆连接的正确性。

10、严禁用户打开驱动器,打开的驱动器失去保修资格。

11、驱动器输入电压不能超过输入电源电压最大值。

12、驱动器工作时外壳温度不应超过75℃,如果超过请改善其工作环境通风,并检查驱动器风扇是否正常工作,如果驱动器风扇工作异常,请联系代理商寄发配件或自行更换,自行更换需要注意,风扇额定电压为DC12V,安装方向为风扇向里吹风。

13、驱动器红灯亮,表示有过流或短路故障,请检查电机接线及其他短路故障,排除后需要重新上电恢复。

14、驱动器绿灯亮,表示驱动器已供电。绿灯闪烁表示有脉冲信号进入,电机在运转。

故障排除
步进电机驱动器故障解决办法:
1、首先是电源灯可以正常的亮 但是TM灯不会亮要不就是一直亮,这个时候可能是信号电路没有接好导致的或者就是驱动的能力还达不到要求,这样步进电机也不会旋转。

2、OC灯可以亮其实这个是步进电机驱动器自身的保护,因为可能你的电流过大导致的,这个时候你就需要去看看哪里有问题线路,电源不能太低了,需要重新通电。

3、电源灯就是不亮这个很可能是电源的故障,,这个时候我们也是需要去检查供电的电路电源了是不是有其中的一根线出现断裂了。

4、步进电机轴出来的力矩不行,这个时候我们就要看了,有可能就是电流小但是电机过大了导致步进电机损坏了,这个时候需要调大电流。

5、电机一直在处于一个自由的状态,这个说明MF信号的正常的,这个时候我们就要去调整MF信号电路了,这样才可以去解决了。

6、电机一直震动,找时候有可能就是信号电压,第所导致的,这个时候需要去提高导通能力了,需要去利用电机的的震点去错开这个震动频率然后去容易交换同一相了。

7、电机的转动方向出现错误,这个时候可能出现的错误是,线接错了,把先对调看看,或者是电机线出现断路了,如果有也要去检查如果去接对了,还有就是信号可能出现被干扰了,这个时候需要去排除这个干扰问题了。

8、步进电机出现丢步的位置走步不准了,这个时候,去看看屏蔽线是不是松掉了,有没有接地,还有细分是不是正确的去设置了,如果没有设置好就需要去设置正常了,电流小也有可能这个时候加大电流。

9、电机堵住了不旋转,这个时候应该是电机的扭矩力太小了,需要去选择大扭矩的电机了,还有就是加速的时间过于太短了,加大加速的时间,电压过低了还有就是电流需要去加高一点点了,提高电流与电压,在一个合适的范围之内。

10、报警并且出现指示灯亮,这个时候电压可能是过高了需要去检查电压,还有就是检查电源,驱动器损坏了也有这个可能,需要去换新的步进电机驱动器。

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