十大提示：指定步進(jìn)驅動(dòng)器IC

選擇步進(jìn)驅動(dòng)器而不是伺服器具有某些優(yōu)點(diǎn)，即價(jià)格。在步進(jìn)者將完成這項工作的地方，請考慮使用一個(gè)

一.了解四個(gè)最常見(jiàn)的微步神話(huà)

誤區 1：高微步計數將導致該計數的步數均勻分布。

微步進(jìn)有利于平穩的運動(dòng)。但是，對于這些微步進(jìn)，擁有256微步/步進(jìn)驅動(dòng)器并不自動(dòng)意味著(zhù)您將從電機獲得256個(gè)均勻間隔的運動(dòng)增量。

誤區2：半步進(jìn)產(chǎn)生的扭矩比微步進(jìn)更大。

半步進(jìn)是正弦電流波形的原始近似值，而微步進(jìn)則產(chǎn)生與正弦驅動(dòng)波形更好的近似值;曲線(xiàn)下的面積沒(méi)有顯著(zhù)變化，因此扭矩是相同的。

誤區3：全步進(jìn)產(chǎn)生的扭矩大于半步進(jìn)。

在半步進(jìn)或微步進(jìn)配置中，兩個(gè)電機相位同時(shí)完全導通時(shí)，與每相運行相同的最大電流相比，將產(chǎn)生更大的扭矩。然而，步進(jìn)電機受到發(fā)熱的限制。因此，以較高的峰值電流（乘以√2）運行半步或微步進(jìn)波形可提供更平滑的運動(dòng)，其扭矩、加熱效果和功耗與全步進(jìn)模式相同。

誤區4：伺服驅動(dòng)器比步進(jìn)器更好。

伺服驅動(dòng)器將比步進(jìn)驅動(dòng)器運行更平穩。然而，步進(jìn)器將完全遵循編程的軌跡，而伺服器不一定會(huì )這樣做，因為跟隨誤差可能隨干擾而變化。

二.確定負載要求

首先，確定荷載類(lèi)型。是慣性載荷還是摩擦載荷？如果純慣性，請使用某種類(lèi)型的變速器將負載扭矩與電機扭矩相匹配。使用設備測量以所需速度和加速度移動(dòng)負載所需的力。例如，您可以使用彈簧刻度測量線(xiàn)性軸上的力，或使用扭矩表測量旋轉力。

確定應用電源電壓。然后在目標工作速度下選擇至少兩倍于所需扭矩的步進(jìn)器，并使用額定電源電壓約為1/4的電機。接下來(lái)，查看獲得目標電機扭矩所需的驅動(dòng)器電流。根據該數字選擇步進(jìn)驅動(dòng)器。

三.注意扭矩問(wèn)題

扭矩通常是許多步進(jìn)相關(guān)問(wèn)題的根源。兩種相對常見(jiàn)的情況包括：

轉速下扭矩不足：大多數步進(jìn)電機都是繞繞的，并構建為在特定速度范圍內以最佳水平運行。如果在低速應用中使用高速電機，您很可能會(huì )抽取大量動(dòng)力，但電機仍然會(huì )由于缺乏扭矩而失速。在高速應用中使用低速電機將產(chǎn)生類(lèi)似的結果。

慣性不匹配：由于電機和負載之間的慣性不匹配，電機無(wú)法快速加速。關(guān)鍵是要選擇與負載尺寸緊密匹配的電機尺寸。否則，電機將很難加速沉重、不穩定的負載，如果加速得太快，系統很容易失速。另一方面，如果連接到扭矩過(guò)大的電機，系統可能會(huì )產(chǎn)生共振并引起大聲的噪音，抖動(dòng)運動(dòng)或不準確的步進(jìn)。當負載不夠重而無(wú)法考慮高扭矩電機時(shí)，一切都通過(guò)電機的共振被放大。

四.考慮電壓和電流需求

選擇步進(jìn)驅動(dòng)器的一種簡(jiǎn)單方法是尋找四件事 - 電壓，電流，微步進(jìn)和最大步進(jìn)脈沖速率。確保驅動(dòng)器可以處理很寬的電流范圍，以便您可以在不同電壓水平下測試系統，以適合您的應用。驅動(dòng)器應至少輸出電機額定電流的1.4倍。選擇具有多個(gè)步進(jìn)分辨率的驅動(dòng)程序來(lái)測試不同的微步進(jìn)設置，以獲得最平滑的運動(dòng)。最后，確保駕駛員能夠接收到足夠的步進(jìn)脈沖，以所需的速度旋轉電機。有時(shí)，驅動(dòng)程序僅限于10 kHz等小頻率。如果您希望使用1.8°步進(jìn)器在8×時(shí)也要微步，則每秒的最大轉數速度為10，000/（8× 200）= 6.25 rps。

五.施加正確的電壓

微步進(jìn)可以提高系統的分辨率，從而平滑旋轉并防止振動(dòng)和噪音。但是，如果對PWM（脈寬調制）或斬波器驅動(dòng)器施加不正確的電壓，則會(huì )出現問(wèn)題。我們收到許多有關(guān)這些驅動(dòng)程序的問(wèn)題。例如，如果電機的額定電壓為5 V，許多用戶(hù)想知道為什么他們需要施加更大的電壓。他們還想知道為什么即使在更換為PWM/斬波器驅動(dòng)器后，它們也不會(huì )獲得更高的性能。工程師在使用步進(jìn)電機和驅動(dòng)器時(shí)，有時(shí)會(huì )忘記電機基本原理，如反電動(dòng)勢和電氣時(shí)間常數。這導致步進(jìn)電機驅動(dòng)器或驅動(dòng)器和電機配置不正確，這些驅動(dòng)器和電機在應用中缺乏功率（電壓和/或電流）。

六.了解微步進(jìn)的目標

當工程師不了解微步進(jìn)的目的時(shí)，可能會(huì )出現許多問(wèn)題。主要目的是通過(guò)平衡步進(jìn)的沖擊來(lái)提高電機運行的平穩性，使操作更加可靠。通過(guò)錯誤地應用微步進(jìn)，您實(shí)際上可以大大降低電機可以產(chǎn)生的可用扭矩。這通常需要一個(gè)比其他必要大得多的電機。那些不了解微步進(jìn)正確使用的人選擇不使用它，而是轉向基于伺服的系統，這增加了不必要的復雜性和成本。工程師有時(shí)也會(huì )完成機械設計，然后嘗試隱藏或抑制系統振動(dòng)。當工程師選擇不正確的步進(jìn)器時(shí)，電機將無(wú)法移動(dòng)負載重量。選擇電機時(shí)，不僅要考慮負載重量，還要考慮機構的摩擦特性。

七.正確匹配電機和驅動(dòng)器

不要相信電機在與任何驅動(dòng)器匹配時(shí)會(huì )達到數據表的額定速度和扭矩。與伺服器一樣，電機的失速扭矩、額定扭矩和額定速度都取決于驅動(dòng)器和電機是否正確匹配，就像它們取決于可用的電壓和電流一樣。

具有匹配驅動(dòng)器的性能曲線(xiàn)（速度-扭矩曲線(xiàn)）是最可靠的參考。此外，請記住，電機的失速扭矩并不表示它在移動(dòng)時(shí)可以產(chǎn)生的扭矩 - 特別是在以較高扭矩加速和減速時(shí)。

考慮使用軟件程序，根據可靠的速度-扭矩性能曲線(xiàn)正確調整電機和驅動(dòng)器的尺寸。選擇與可用總線(xiàn)電壓匹配并具有所需功能的驅動(dòng)器;然后使用匹配電機和驅動(dòng)器的性能曲線(xiàn)，選擇提供所需性能曲線(xiàn)的電機 （在機器的諧振頻率之外）。

八.大小合適

大小調整不當會(huì )以多種方式表現出來(lái)。電機尺寸過(guò)小最多會(huì )導致過(guò)熱，不令人滿(mǎn)意的加速和減速以及性能不佳。在最壞的情況下，電機將失去脈沖，位置不正確，或在重負載或高加速或減速下完全失速。

電機尺寸過(guò)大將導致其運行聲音更大，并產(chǎn)生更高的EMI/RFI。它還可能導致用戶(hù)在金錢(qián)以及面板空間或機器空間方面為電機和驅動(dòng)器支付比必要更多的費用。

適當的負載-慣量與轉子-慣量匹配也至關(guān)重要，因為系統本質(zhì)上是開(kāi)環(huán)的。即使在添加編碼器后，慣性失配也不能超過(guò)一個(gè)數量級。較大的不匹配將導致電機失去脈沖，錯過(guò)位置，消耗過(guò)多的電流，甚至失速。

提示7和8由科爾摩根的丹·沃爾克和李·斯蒂芬斯提供

九.了解失速條件

選擇錯誤的步進(jìn)驅動(dòng)器可能會(huì )導致失速條件，這與轉子完全停止不同。電機實(shí)際上可能會(huì )落后幾根電機極，但會(huì )繼續移動(dòng)負載，或者在某些情況下，如果命令對慣性負載來(lái)說(shuō)太突然停止，則會(huì )發(fā)生超調。用作反饋設備的編碼器可以在命令移動(dòng)完成后報告和/或糾正該情況，但它無(wú)法阻止它。即使使用編碼器，步進(jìn)器本質(zhì)上仍然是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統。

十.使用步進(jìn)器可以省錢(qián)，但要明智地去做

步進(jìn)驅動(dòng)器始終提供最便宜的解決方案，因此請盡可能使用步進(jìn)驅動(dòng)器。請記住以下主要考慮因素：首先，系統是否需要位置確認？第二：錯誤的步進(jìn)驅動(dòng)器會(huì )導致振鈴、共振和低速性能差。第三，在高速行駛時(shí)，步進(jìn)電機會(huì )發(fā)出嗚嗚聲。由于步進(jìn)驅動(dòng)器具有高極數，因此在高速下磁滯和渦流損耗也很常見(jiàn)。由于這些原因，不建議在2，000rpm以上的連續操作中使用步進(jìn)器。最后，由于需要全電流來(lái)產(chǎn)生保持扭矩，步進(jìn)電機可能會(huì )在靜止時(shí)變熱。

                                                                                                                                                        侵權必刪

                                                                                                                           Please let us know if there is any infringement