步进电机驱动芯片有哪些


  步进电机基本原理

  工作原理:

  通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

  发热原理:

  通常见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。

  步进电机用途

  步进电机是一种控制用的特种电机,作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,随着微电子和计算机技术的发展(步进电机驱动器性能提高),步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点,使其广泛应用于各种自动化控制系统,特别是开环控制系统。

  步进电机分类

  1、步进电机结按构分类

  步进电机也叫脉冲电机,包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)等。

  (1)反应式步进电机:

  也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成,定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组,定、转子周边均匀分布小齿和 槽,通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大转矩输出(消耗功率较大,电流最高可达20A,驱动电压较高);步距角小(最小可做 到六分之一度);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,单步运行(指脉冲频率很低时)震荡时间较长;启动和运行频率较高。

  (2)永磁式步进电机:

  通常电机转子由永磁材料制成,软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转 矩。一般为两相或四相;输出转矩小(消耗功率较小,电流一般小于2A,驱动电压12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有一 定的保持转矩;启动和运行频率较低。

  (3)混合式步进电机:

  也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机,混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电机没有区别(但同一相的两个磁极相对,且两个磁极 上绕组产生的NS极性必须相同),转子结构较为复杂(转子内部为圆柱形永磁铁,两端外套软磁材料,周边有小齿和槽)。一般为两相或四相;须供给正负脉冲 信号;输出转矩较永磁式大(消耗功率相对较小);步距角较永磁式小(一般为1.8);断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;是目前发展较快的一种步进 电机。

  2、步进电机按工作方式分

  (1)功率式:输出转矩较大,能直接带动较大负载(一般使用反应式、混合式步进电机)

  (2)伺服式:输出转矩较小,只能带动较小负载(一般使用永磁式、混合式步进电机)

  来源:电子发烧友

 


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