高效率電機驅控背景下步進電機如何發(fā)展
電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）步進電機和伺服電機一樣，都是廣泛應用在日常生活中的電機。步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或者線位移的執(zhí)行器。通俗一點講，當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號，它就會驅動步進電機按設定的方向轉播一個固定的角度，也被稱為脈沖電機。
HB步進電機與PM步進電機
可以把步進電機分為PM永磁式步進電機、VR反應式步進電機以及HB混合式步進電機。反應式步進電機可以實現(xiàn)很大轉矩的輸出但是噪聲和振動很大，沒辦法滿足現(xiàn)在的市場需求，已經(jīng)不太常見，常見的還是以HB混合式和PM永磁式為主。
PM永磁式步進電機通過使用永磁體產(chǎn)生磁場進而產(chǎn)生轉矩，一般是兩相配置，也有多相數(shù)類型，這一類步進電機的特點是出力大，在動態(tài)性能上表現(xiàn)很出色，但是步距角偏大，不夠精細。
HB混合式步進電機是融合了永磁式以及反應式步進電機二者優(yōu)點的產(chǎn)物，現(xiàn)在很多高性能步進電機會走這條技術路線。HB混合式步進電機在同樣的定子電流下產(chǎn)生的轉矩要大于反應式步進電機，動態(tài)性能好且步距角也較小。
混合式步進電機有兩相、三相和五相之分，相數(shù)越多步進角越小，精度越高。兩相的步進角是1.8°，五相的步進角是0.72°。當然，隨著步距角的減小，轉矩會稍稍降低，在小型化大轉矩上同時實現(xiàn)有難度，不過這不妨礙它廣泛的應用。
尤其是混合式步進電機使用VR型電機結構來實現(xiàn)精細的步距角，并且可以通過與永磁體相結合來增加轉矩，這種步進電機現(xiàn)在在眾多應用中都備受青睞。高性能的步進電機步距角誤差小，而且誤差也不會在步間累積，在定位精度和運動可重復性上很有優(yōu)勢。
微步驅動與高精度驅控
步距角，是步進電機的一個關鍵參數(shù)，步進電機驅動也圍繞著更好更精細的步距角控制在不斷發(fā)展。
為什么如此執(zhí)著與步距角呢？因為步距角的大小會直接影響到電機運行的平穩(wěn)性和控制的精度。簡而言之，大步距角是犧牲精度來獲得更大的輸出扭矩，較小的步距角才能實現(xiàn)更精細的控制和更高的精度。
步進電機每一步都存在阻尼振動，在低速旋轉時阻尼振動會引起振動和噪聲，通過減小步距角可以減少阻尼振動，也就是通過微步驅動可以降低低速范圍的振動和噪聲。
將整步驅動的單向驅動和雙向驅動交替地結合在一起，就產(chǎn)生了半步控制，這樣一個電周期內的電氣角位置比整步驅動多了一倍，同樣數(shù)量的脈沖信號下大大提高了控制精度。進而，不斷分割兩相驅動電流，得到更小的步進增量，就是現(xiàn)在流行的微步驅動。
這個過程通過PWM調制繞組電流來完成，將轉子定位在整步之間。發(fā)展到現(xiàn)在，電機驅動幾乎可以為微步指定任何尺寸，步長僅受驅動繞組電流的DAC和放大器的分辨率限制，1/256甚至1/1024的分辨率現(xiàn)在都已經(jīng)不少見了。
現(xiàn)在為了更高精度的步進電機控制，一體化的閉環(huán)步進電機也不少。反饋機制的引入將原本典型的開環(huán)步在控制精度上大幅提升。在成本低于伺服電機的情況下，閉環(huán)步進電機的精度又遠高于開環(huán)步進電機，主打性價比。
小結
步進電機在消費電子、家電、汽車領域都有著不少關鍵應用，如ODD、打印機、相機、攝像頭等應用。在現(xiàn)在的應用中，采用高效率的電機驅動和控制方法對電機而言非常重要，步進電機的驅動控制也在不斷優(yōu)化。
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
電機
+關注
關注
145文章
9694瀏覽量
154732 -
電機驅動
+關注
關注
60文章
1486瀏覽量
89665 -
步進電機
+關注
關注
153文章
3270瀏覽量
152734
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
無驅動板條件下步進電機控制實現(xiàn)及性能對比
步進電機傳統(tǒng)控制方案依賴專用驅動板實現(xiàn)功率轉換、電流調節(jié)與保護功能，而步無驅動板控制 是指通過 MCU 直接驅動功率器件（MOSFET/IGBT），自主完成繞組電流控制、微步細分與安全保護的方案
步進電機驅動器的作用介紹
療設備到機器人關節(jié)，步進電機驅動器的性能直接決定了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。以下將從工作原理、核心功能、應用場景及技術發(fā)展趨勢等方面，全面解析步進電機
步進電機發(fā)熱問題及對策
?步進電機作為一種將電脈沖信號轉換為角位移或線位移的開環(huán)控制元件，在自動化設備、3D打印機、數(shù)控機床等領域應用廣泛。然而在實際使用過程中，電機發(fā)熱問題始終困擾著工程師和技術人員。過高的溫度不僅會
Trinamic步進電機驅動芯片有哪些優(yōu)點？
Trinamic步進電機驅動芯片低噪音?穩(wěn)運行?久耐用在醫(yī)療檢測設備的精準運轉、3D打印機的細膩成型等場景中，步進電機的穩(wěn)定表現(xiàn)直接影響設備整體效能，而驅動芯片作為
HR4988微特步進電機驅動器：高效便捷的驅動解決方案
場景下的優(yōu)選驅動器件。這款驅動器從設計之初就聚焦于降低使用門檻與提升運行性能，為雙極步進電機的高效驅動提供了全方位的解決方案。 ? ? ? HR4988的核心優(yōu)勢之一在于其靈活且全面的步進
HR4982微特步進電機驅動器：高效便捷的驅動解決方案
，成為了這類應用場景中的理想選擇。它不僅從設計層面簡化了驅動流程，更在性能參數(shù)與功能保護上實現(xiàn)了全面兼顧，為步進電機的高效運行提供了堅實支撐。 ? ? ?從基礎性能與核心設計來看，HR4982專為雙極
單片機怎么控制步進電機的
步進電機作為一種將電脈沖信號轉化為角位移的執(zhí)行機構，其運轉依賴于脈沖信號的控制，而單片機作為控制核心，通過輸出特定的脈沖信號和方向信號，實現(xiàn)對步進電機的步數(shù)、方向、轉速的精準控制，整個
控制電機與特種電機
,電動汽車在各國受到普遍的重視,電動車輛驅動用電機主要是無劇直流電動機,開關阻電動機、永磁同步電動機等,這類電機的發(fā)展趨勢是高效率、高出力、智能化。此外,特種
發(fā)表于 06-06 14:07
如何減少步進電機的發(fā)熱？
步進電機的發(fā)熱問題是一個需要關注的重要方面，發(fā)熱不僅影響電機的效率，還可能對電機的壽命和性能產(chǎn)生負面影響。為了減少
剎車步進電機的特點
剎車步進電機作為一種結合了步進電機精確控制與制動功能的特種電機，其獨特的設計和工作原理使其在需要快速啟停、精確定位的場景中展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)
步進電機過載怎么處理
步進電機過載時，可以采取以下措施進行處理： 一、降低電機負載 1. 減少負載：通過增加傳動比例、優(yōu)化機械設計等方式來減輕步進電機的負載，確保
評論