1.何為步進電機,何為步進電機驅動器?
步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的, 其特點是沒有積累誤差(精度為100%),所以廣泛應用于各種開環控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅動, 這種裝置就是步進電機驅動器, 它是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移,或者說: 控制系統每發一個脈沖信號, 通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。
所以,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調速;控制步進脈沖的個數,可以對電機精確定位目的;
2.何為驅動器的細分?
要了解“細分”,先要弄清“步距角”這個概念:它表示控制系統每發一個步進脈沖信號,電機所轉動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值,如86BYG250A型電機給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時為0.9°、整步工作時為1.8°),這個步距角可以稱之為‘電機固有步距角’,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅動器有關,參見下表(還以型86BYG250A電機為例):

從上表可以看出:步進電機通過細分驅動器的驅動,其步距角變小了,如驅動器工作在10細分狀態時,其步距角只為‘電機固有步距角’的十分之一,也就是說:‘當驅動器工作在不細分的整步狀態時,控制系統每發一個步進脈沖,電機轉動1.8°;而用細分驅動器工作在10細分狀態時,電機只轉動了0.18° ’,這就是細分的基本概念。
細分功能完全是由驅動器靠精確控制電機的相電流所產生的,與電機無關。
3.驅動器細分有什么優點,為什么一定建議我使用細分功能?
驅動器細分后的主要優點為:?完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(尤其是反應式電機)的固有特性,而細分是消除它的唯一途徑,如果您的步進電機有時要在共振區工作(如走圓弧),選擇細分驅動器是唯一的選擇。?提高了電機的輸出轉矩。尤其是對三相反應式電機,其力矩比不細分時提高約30-40%。?提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度,‘提高電機的分辨率’是不言而喻的。
以上這些優點,尤其是在性能上的優點,并不是一個量的變化,而是質的飛躍。根據我們的記錄,原來使用不細分驅動器的用戶通過比較后,大都改選為細分驅動器。所以我們建議您最好選用細分驅動器。
4.何為混合式步進電機,何為反應式步進電機,兩者有何區別?
?在結構和材料上不同,反應式電機不象混合式電機那樣內部具有永久磁性材料,故反應式電機沒有自阻,而混合式電機有自阻(即在電機未加電的情況下有一定的自鎖力)。?在運行性能上有差別,混合式電機運行時相對較平穩,輸出力矩相對較大,運行聲音小。?兩種電機在價格上有差別,反應式電機比混合式電機相對便宜。
5.何為步進電機的相數,我應該選擇幾相的步進電機?
步進電機的相數是指電機內部的線圈組數,目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°等、五相的為0.36°/0.72°。在沒有細分驅動器時,用戶主要靠選擇不同相數的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅動器,則‘相數’將變得沒有意義,用戶只需在驅動器上改變細分數,就可以改變步距角。
6.我正準備選擇五相混合式步進電機,請問有何建議?
五相混合式步進電機處于正在淘汰狀態,所以我們建議:如果您一定要用五相的步距角(0.36°),請您選用二相混合式步進電機和配套的細分驅動器,在5細分狀態下的步距角同樣為0.36°,并且細分后的步距角比五相固有的步距角更均勻、定位精度更高、運行更平穩、出力更大。
7.我使用的是西門子PLC,其輸入信號應怎樣和驅動器相連?
西門子PLC應用非常廣泛(一般采用DC24V電源),從表面看來似乎很難和共陽的驅動器相連,下圖是其連接方法。

西門子PLC系統和共陽驅動器的信號連接
8.細分后的步距角應如何確定?
SH系列驅動器是靠驅動器上的撥位開關來設定細分數的,您只需根據面板上的提示設定即可。請您在系統頻率允許的情況下,盡量選用高細分數。細分后電機的步距角應如何計算呢?很簡單:對于兩相和四相電機,細分后的步距角等于電機的整步步距角除以細分數,例如細分數設定為40、驅動0.9°/1.8°電機,其細分步距角為1.8°÷40=0.045°;對于三相反應式電機,細分后的步距角等于電機的半步步距角除以細分數,例如細分數設定為40、驅動0.75°/1.5°電機,其細分步距角為0.75°÷40=0.01875° 。每臺驅動器的面板上都列出了本臺驅動器通常驅動電機的細分步距角,但這僅作為參考,如果您使用的電機不是面板上所說的電機,請您按上面所說的方法計算。
9.使用細分驅動器對控制系統有什么特殊要求?
驅動器細分后將對電機的運行性能產生質的飛躍,但是這一切都是由驅動器本身產生的,和電機及控制系統無關。在使用時, 用戶唯一需要注意的一點是步進電機步距角的改變,這一點將對控制系統所發的步進信號的頻率有影響:因為細分后步進電機的步距角將變小,要求步進信號的頻率要相應提高。如驅動器在不細分的半步狀態時步距角為0.9°;而在5細分時為0.36°;在10細分時為0.18°,這樣在要求電機轉速相同的情況下,控制系統所發的步進信號的頻率在5細分時為不細分時的2.5倍;在10細分時為不細分時的5倍。只有這一點需要大家特別注意。
10.我所用的三相反應式電機是四根線的,而驅動器要求六根線,請問此電機能否使用?
本公司的三相反應式驅動器要求所驅動的電機必須是六根線的(三個繞組獨立引出),四根線電機不能使用。
11.我所用的二相或四相混合式電機是六根線和八根線的,而驅動器要求四根線,請問此電機能否使用?如何接線?
四相混合式電機亦稱二相混合式電機,它們的相繞組可能有多種連接方法,但歸根到底,它們的性質都是二相的,所以大部分都可以由本公司的二相驅動器驅動,詳情參閱‘本書第7頁、第三章<電機接口>部分、圖3-7’。
12.步進電機的轉向和我要求的相反,怎樣調整?