步進電機驅(qū)動器是將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移信號的執(zhí)行器。接收到脈沖信號后,步進電機驅(qū)動步進電機按照設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個稱為步進角的角度。電機速度由控制器給出的脈沖頻率決定,位移由控制器給出的脈沖決定。步進系統(tǒng)由步進電機和步進驅(qū)動器組成。步進系統(tǒng)的性能不僅取決于電機,還取決于步進驅(qū)動器。
一、步進電機驅(qū)動器的工作原理
驅(qū)動電路的工作原理是通過向電機方向發(fā)送帶有不同相位脈沖的電流來控制步進電機的運行。設(shè)計者不經(jīng)常使用波形驅(qū)動技術(shù),因為它提供低轉(zhuǎn)矩和低效率,因為一次只使用電機的一個相位。
用于驅(qū)動步進電機的基本部件是控制器,如微處理器/微控制器、驅(qū)動IC和PSU(電源裝置),以及其他部件,如開關(guān)、電位計、散熱器和連接線。
1.控制器
第一步是選擇微控制器來設(shè)計驅(qū)動程序。對于步進電機,微控制器應(yīng)至少具有四個輸出引腳。此外,它還包括基于應(yīng)用程序的ADC、定時器和串行端口。
2.電機驅(qū)動器
電機驅(qū)動IC的成本較低,且易于設(shè)計,從而縮短整個電路設(shè)計時間。可根據(jù)電機額定值(如電壓和電流)選擇驅(qū)動器。最流行的電機驅(qū)動器(如ULN2003)用于非h橋應(yīng)用。適用于驅(qū)動步進電機。該驅(qū)動器包括一個達林頓對,可處理高達500mA的最大電流和高達50VDC的最大電壓。步進電機驅(qū)動電路如下所示。
3.電源
步進電機的工作電壓為5伏至12伏。從中提取的電流將在100 mA至400 mA的范圍內(nèi)。電源的設(shè)計可根據(jù)電機規(guī)格完成。應(yīng)調(diào)整電源,以避免扭矩和速度波動。
4.步進電機驅(qū)動器類型
驅(qū)動器主要工作在脈沖輸入模式和集成控制器模式。根據(jù)所需的操作系統(tǒng),您可以選擇所需的組合。
5.脈沖輸入驅(qū)動器
步進電機的控制可以通過用戶提供的脈沖發(fā)生器來完成。以前,脈沖發(fā)生器的I/P是操作數(shù)據(jù)??蛻粼谏衔粰C可編程控制器上選擇輸入,然后輸入操作命令。
6.內(nèi)置控制器型驅(qū)動器
該驅(qū)動器允許步進電機由直接連接到可編程控制器的PC驅(qū)動。由于不需要單獨的脈沖發(fā)生器,電機驅(qū)動器可以節(jié)省空間并簡化接線。
二、步進電機驅(qū)動器的類型
1.數(shù)字步進驅(qū)動器
基于最新的運動控制技術(shù),采用先進的DSP控制算法開發(fā)了數(shù)字步進驅(qū)動器。它是步進電機的理想解決方案。其高質(zhì)量、高性能和長使用壽命給許多客戶留下了深刻印象。
2.閉環(huán)步進驅(qū)動器
閉環(huán)步進驅(qū)動器與帶編碼器的閉環(huán)步進電機配合工作,接收位置信號。它在高速下提供更高的峰值扭矩范圍和更大的機器吞吐量,以及更安靜的操作和更低的功耗。
3.集成步進驅(qū)動器
集成式步進驅(qū)動器是一種可安裝在步進電機上的驅(qū)動器。集成式步進電機最大的優(yōu)點是空間大、可靠性高。