步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分原理及說明

步進(jìn)電機(jī)安裝有帶永久磁性的轉(zhuǎn)子，而定子（組成：定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座）至少具有兩個(gè)繞線。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的驅(qū)動(dòng)器，如圖所示，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、保護(hù)單元等組成。圖中點(diǎn)劃線所包圍的二個(gè)單元可以用微機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁性與定子繞線保持一致時(shí)，將驅(qū)動(dòng)第二個(gè)繞線。兩個(gè)繞線交替開啟和關(guān)閉，這將導(dǎo)致電機(jī)鎖定在想要的步進(jìn)位置。通過繞線的電流方向還可反向。

在帶有兩個(gè)定子繞線的步進(jìn)電機(jī)中，有四個(gè)步進(jìn)以90°隔開。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。根據(jù)向定子繞線提供的脈沖，可精確控制步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的步進(jìn)。步進(jìn)電機(jī)的速度控制可通過向繞線提供脈沖頻率實(shí)現(xiàn)，而旋轉(zhuǎn)方向可通過反向脈沖序列進(jìn)行更改。電機(jī)內(nèi)部的極片有許多齒，有助于定位相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)子位置。一些步進(jìn)電機(jī)的定子級(jí)也有齒。根據(jù)使用的控制技術(shù)，可全步進(jìn)、半步進(jìn)或微步進(jìn)控制步進(jìn)電機(jī)。簡(jiǎn)單的方形脈沖可以控制處于全步進(jìn)的電機(jī)，而先進(jìn)控制技術(shù)（如脈沖寬度調(diào)制可用于微步進(jìn)。在國(guó)內(nèi)，廣大用戶對(duì)；細(xì)分；還不是特別了解，有的只是認(rèn)為，細(xì)分是為了提升精度（精確度），其實(shí)不然，細(xì)分主要是改良電機(jī)的運(yùn)行性能，現(xiàn)說明如下：步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制是由驅(qū)動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以二相電機(jī)為例，假如電機(jī)的額定相電流為3A，如果使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)器（如常用的恒流斬波方式）驅(qū)動(dòng)該電機(jī)，電機(jī)每運(yùn)行一步，其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)和噪音。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)該電機(jī)，電機(jī)每運(yùn)行一微步，其繞組內(nèi)的電流變化只有0。3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規(guī)律變化，這樣就大大的改良了電機(jī)的振動(dòng)和噪音，因此，在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細(xì)分的真正優(yōu)點(diǎn)。由于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器要精確控制電機(jī)的相電流，所以對(duì)驅(qū)動(dòng)器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和工藝要求，成本亦會(huì)較高。注意，國(guó)內(nèi)有一些驅(qū)動(dòng)器采取；平滑；來(lái)取代細(xì)分，有的亦稱為細(xì)分，但這不是真正的細(xì)分，望廣大用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同：

　　1、平滑；并不精確控制電機(jī)的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以；平滑；并不產(chǎn)生微步，而細(xì)分的微步是可以用來(lái)精確定位的。

　　2、電機(jī)的相電流被平滑后，會(huì)引起電機(jī)力矩的降低，而細(xì)分控制不但不會(huì)引起電機(jī)力矩的降低，相反，力矩會(huì)有所增加。