什么是步进电机驱动器细分

什么是步进电机驱动器细分？~

步进电机驱动器细分是七十年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术。
它是通过控制各相绕组中的电流,使它们按一定的规律上升或下降，即在零电流到最大电流之间形成多个稳定的中间电流状态，相应的合成磁场矢量的方向也将存在多个稳定的中间状态，且按细分步距旋转。其中合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，合成磁场矢量的方向决定了细分后步距角的大小。细分驱动技术进一步提高了步进电机转角精度和运行平稳性。


扩展资料：

步进电机细分驱动技术首先是由美国学者T.RrFedriksen在美国增量运动控制系统及器件年会上提出。最初，对步进电机相电流的控制是由硬件来实现的，每一相绕组的相电流用n个晶体管构成n个并联回路来控制，靠晶体管导通数的组合来控制相电流。随着计算机技术的发展，特别是单片机的出现，开创了步进电机细分驱动技术的新局面。用单片机控制的步进电机细分驱动电路不仅减小了控制系统的体积、简化了电路，同时进一步提高了细分精度和控制系统的智能化，从而使细分驱动技术得到了推广。
国内步进电机细分驱动技术在九十年代中期得到了较大发展，主要应用在工业、航天、机器人、精密测量等领域，如数控机床、跟踪卫星用光电经纬仪中采用了步进电机细分驱动技术，大大提高了控制与测量精度。
参考资料来源：百度百科—步进电机细分驱动技术

步进电机驱动器细分的作用是提高步进电机的精确率。
步进电机驱动器为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。

扩展资料组成结构

1、环行分配器
根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形信号处理。

2、保护电路
当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断，以保护电机驱动器和电机绕组。

3、传感器
对电机的位置和角度进行实时监控，传回信号的产生装置。
参考资料来源：百度百科-步进电机驱动器

1、要了解细分，先要弄清步距角这个概念：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如FY86EL402A型电机给出的值为0.9°/1.8°，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。

2、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。从上表可以看出：步进电机驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一，这就是细分的基本概念。

3、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。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。细分功能完全是由步进驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。

     细分的基本概念：

    步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小。如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为“固定步距角”的十分之一，也就是：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0.18度。细分功能完全是由驱动器靠精度控制电机的相电流所产生的，于电机无关。 

    图2为两相步进电机的工作原理示意图，它有2个绕组A和B。当一个绕组通电后，其定子磁极产生磁场，将转子吸合到此磁极处。

若绕组在控制脉冲的作用下，通电方向顺序按照：

这四个状态周而复始进行变化，电机可顺时针转动；控制脉冲每作用一次，通电方向就变化一次，使电机转动一步，即90度。4个脉冲，电机转动一圈。
细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁极中间，如图1（b），（d）所示。若通电方向顺序按照：

这8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。与通电顺序（1）相比，它的步距角小了一半。
为了保证电机输出的力矩均匀，A、B相线圈电流的大小也要调整，使A、B相产生的合力在每个位置相同。图2所示为电机四细分时，A、B相线圈电流的比例。A、B相线圈电流大小与转角关系如图3所示。

图2 4细分时电机A、B线圈电流在不同角度的分配比例 

从图3中可以看出，步进电机的相电流是按正弦函数（如虚线所示）分布的；细分数越大，相电流越接近正弦曲线。
2. 步进电机细分与电机运动平稳性的关系
被测步进电机步距角为1.8度，即无细分时每转200步。试验时，将步进电机转速都设为2 r/s；电机2细分时，电机每转400步，每步周期为1.25ms；电机8细分时，电机每转1600步，每步周期为0.3125ms；电机64细分时，电机每转12800步，每步周期为0.0391ms。

   步进电机2细分时，电流波形台阶均匀，且电流脉动值很大，其最大值是最大电流的70.7％；步进电机8细分时，电流波形台阶明显，但电流脉动值较小，其最大值是最大电流的19.5％；步进电机64细分时，电流波形较平滑，电流波形已很难分辨分别出台阶的个数，最大电流脉动值仅为最大电流的2.45％。
由电磁感应定理知，步进电机输出力矩和电机线圈的电流成正比，及：
T ＝ KT × i
式中KT为电机力矩常数，它与电机结构、材料、线圈长度等因素有关。
由此公式就很容易理解：步进电机细分数越高，电机运转越平稳；步进电机细分数越小，电机运转时振动越大。因为细分数高时，电流曲线光滑，所以电机输出力矩也就波动小连续、电机运行就平稳；电机细分数小，电机电流脉动就大，其输出力矩脉动就大，因而造成电机较大的振动，该振动并产生噪音乃至其它部件的谐振噪音。
3. 结论
    步进电机细分驱动电路不但可以提高工作平台的运动平稳性，而且可以有效地提高工作平台的定位精度。试验表明：在同步带传动的运动平台上，步进电机4细分时，电机每步都可以准确定位。
    建议在运动控制器输出的脉冲频率允许的情况下，尽可能将步进电机驱动器的细分数设大些，以提高运动平台的运动平稳性；但运动平台的定位精度只能按步进电机4细分的脉冲当量计算。

步进电机驱动器细分的主要作用是提高步进电机的精确率。
通常细分有2,4,8,16,32,62,128,256,512....
在国外，对于步进系统，主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。但在国内，广大用户对“细分”还不是特别了解，有的只是认为，细分是为了提高精度，其实不然，细分主要是改善电机的运行性能，现说明如下：步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为3A，如果使用常规驱动器（如常用的恒流斩波方式）驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的 电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音，因此，在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的相电流，所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求，成本亦会较高。注意，国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，望广大用户一定要分清两者的本质不同：
1．“平滑”并不精确控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来精确定位的。
2．电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。

是七十年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术。它是通过控制各相绕组中的电流,使它们按一定的规律上升或下降，即在零电流到最大电流之间形成多个稳定的中间电流状态，相应的合成磁场矢量的方向也将存在多个稳定的中间状态，且按细分步距旋转。

其中合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，合成磁场矢量的方向决定了细分后步距角的大小。细分驱动技术进一步提高了步进电机转角精度和运行平稳性。

发展应用

步进电机细分驱动技术首先是由美国学者T.RrFedriksen在美国增量运动控制系统及器件年会上提出。最初，对步进电机相电流的控制是由硬件来实现的，每一相绕组的相电流用n个晶体管构成n个并联回路来控制，靠晶体管导通数的组合来控制相电流。

随着计算机技术的发展，特别是单片机的出现，开创了步进电机细分驱动技术的新局面。用单片机控制的步进电机细分驱动电路不仅减小了控制系统的体积、简化了电路，同时进一步提高了细分精度和控制系统的智能化，从而使细分驱动技术得到了推广。

步进驱动器都有细分数，细分数是把步进电机的步距角进行细分，比如步进电机的步距角为1.8°，在没有细分数时，也就是细分数是1时，步进驱动器的脉冲脚，每接收一个脉冲，步进电机转动1.8°，如果细分数为2时，步进驱动器的脉冲脚，每接收一个脉冲，步进电机转动1.8°/2=0.9°，这样就能使一些控制更加的精确。
望采纳。。。。。

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汉寿县15393009557： 什么是步进电机驱动器细分? - ？
谏黛通乳： 步进电机驱动器细分是七十年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术. 它是通过控制各相绕组中的电流,使它们按一定的规律上升或下降,即在零电流到最大电流之间形成多个稳定的中间电流状态,相应的合...

汉寿县15393009557： 什么是步进电机细分数 - ？
谏黛通乳：[答案] 步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能.比如对于步进角为1.8°?的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的运...

汉寿县15393009557： 步进电机驱动器上的细分数什么意思?有什么作用?与脉冲有吗? - ？
谏黛通乳： 细分数是把步进电机的步距角进行细分,比如步进电机的步距角为1.8°,在没有细分数时,也就是细分数是1时,步进驱动器的脉冲脚,每接收一个脉冲,步进电机转动1.8°,如果细分数为2时,步进驱动器的脉冲脚,每接收一个脉冲,步进电机转动1.8°/2=0.9°,作用能使控制更加的精确电机运动的更精细平滑.

汉寿县15393009557： 什么是步进电机细分数 - ？
谏黛通乳： 步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能.比如对于步进角为1.8°?的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电...

汉寿县15393009557： 步进电机驱动器的细分是可调的吗 - ？
谏黛通乳： 步进电机最小的的每一步转动角度就是它的最小单位了,如再想细分就很困难了,静态的是不行了,只有用动态的还可小,但难度可是大的了,非有经验者可是不好实现的.所以你这驱动器的细分我不知是指的什么.如是大于一步而是多步合一的那就还可调,否则可就不行了.

汉寿县15393009557： 什么是步进电机的细分控制? - ？
谏黛通乳： 步进电机细分驱动技术是七十年代中期发展起来的一种可以显著改善;步进电机综合使用性能的驱动控制技术.它是通过控制各相绕组中的电流,使它们按一定的规律上升或下降,即在零电流到最大电流之间形成多个稳定的中间电流状态; 相应...

汉寿县15393009557： 细分器是什么 - ？
谏黛通乳： 步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能.比如对于步进角为1.8°?的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°,电机的精度能否达到或接近0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素.不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制.步进电机驱动器的细分数.常规有三种细分方法1、2的N次方,如2、4、8、16、32、64、128、256细分,2、5的整数倍,如5、10、20、25、40、50、100、200细分,3、3的整数倍,如3、6、9、12、24、48细分.

汉寿县15393009557： 什么是步进电驱动器整步、半步、细分? - ？
谏黛通乳： 常用两相步进电机都是1.8°的步进角,需要200个脉冲转一圈.如果给驱动器200个脉冲,电机转一圈,就叫整步,如果给400个脉冲转一圈,叫半步,再800,1600,3200等等脉冲转一圈,就算细分了,只是细分数不同而已

汉寿县15393009557： 求步进电机驱动器的细分的工作原理 - ？
谏黛通乳： 比如说,A对准某个齿,B通电,对准这个齿,转过15度,那么AB同时通电,两个电极吸引力相同,则这个齿对在AB的中线上,转过7.5度.改变AB两相的电流比,可以改变位置.硬件:电机不大的话用L298N驱动,大的话要自己用mos管驱动.以四相四线为例:通电顺序是:A-B-C-D-A,八拍运行方式是A-AB-B-BC-C-CD-D-DA.更多细分则要控制相电流大小比例,硬件比较复杂了.

汉寿县15393009557： 步进电机驱动器细分和不细分的区别 - ？
谏黛通乳： 细分可以使整步度数变为每步更小的角度,即为整步1.8°,2细分就是每步0.9°. 细分的主要是意义是让步进电机避开启动阶段的共振区,从而减少振动和启动不平顺的问题