步进电机驱动器是什么，为何需要它？
也许您知道什么是步进电动机及其驱动。但是，什么驱动步进电机呢?了解什么是步进电机驱动器以及它如何工作!
步进电动机驱动器
电动机动力
几乎所有3D打印机都使用步进电机进行轴定位。他们的工作是精确定位打印头和构建表面，并计量从热端挤出的细丝。
一旦了解了一个简单的事实，便很容易掌握如何精确控制轴的进给量和速度：顾名思义，步进电机不会像传统电机那样旋转。相反，他们走了一步。步进器以固定的小增量重复运动，在肉眼看来是连续的电机旋转。
每个步骤的大小由电机确定，这些步骤后面的功率来自步进电机驱动器。在下面的文字中，我们将研究这项惊人技术的操作。
步进电机驱动器
闭环和开环系统轴定位系统允许智能控制器以极高的精度定位设备。发出命令以移至3维空间中的所需点，然后机器快速准确地响应。
定位系统通常使用两种方法之一来完成此任务，即闭环和开环系统。那么这两种定位方法有什么区别?
闭环系统 通常采用 伺服电机 来控制移动轴的速度和位置。伺服电机运行就像任何普通电机; 当通电时，它们旋转。该旋转发生在一个连续的，平滑的运动。伺服电动机驱动器的工作不仅是给电动机供电，而且还要监视速度以便对其进行严格控制。除了速度，在闭环系统中也需要位置反馈。这通常由编码器或线性标尺提供。机器控制器的位置反馈使它可以快速驶向目标位置，然后平稳减速以停止在目标上。
开环系统 没有反馈设备来监视速度或位置。取而代之的是，由机器控制将要从当前位置开始行进的距离分为多个精确的增量步长。控制系统还根据预定义的参数确定系统的最佳速度曲线。然后，以脉冲形式将步进命令传送到步进电机。步进电机驱动器的工作是将命令脉冲转换为实际的电机驱动步骤。 步进电机然后前进通过这些步骤，到达所需位置。
为了了解如何完成此任务，让我们研究步进系统的操作设计。
步进电机驱动器
步进电机操作
步进电机通过执行单独的固定步骤来模拟连续旋转来工作。从制造开始，这些步骤便是步进电机构造的一部分。
划分圆
内置在电动机中的步进值称为电动机的步进角。电动机的步距角可以高达90度，这意味着电动机将分四步旋转360度。但是，更典型的步进角为1.8度，这意味着需要200步(360 / 1.8)才能完成完整的旋转。
步进角是通过电动机线圈的放置以及转子中磁极的构造得出的。这就是装配完成后电动机的步距角不变化的原因。认识理论
步进电机由称为相的独立线圈构成 。它们产生不断变化的电磁场，该电磁场被旋转的电机轴中的永磁体“追赶”。当各相依次通电时，转子的磁极会跳动或步进以与它们对齐。因此，通过以适当的顺序对各相通电，轴似乎会像普通电动机一样旋转。只是，电动机没有旋转，而是在步进。每个步骤都是固定的度数，如前所述，由电机的结构决定。
如果已知需要花费200步才能使电动机旋转360度，并且电动机以1毫米间距(每旋转1毫米横移)连接到丝杠，则电动机的每一步都会使轴前进。 005毫米 因此，可以容易地计算出到达精确位置所需的步骤数，而无需反馈。
计算所需的步骤数由控制器管理。然后，将这些步骤的驱动工作留给步进驱动器。
步进电机驱动器
步进电机驱动器的复杂程度各不相同。现代驱动器可以与许多不同的步进电机类型结合使用。通常，用户可以在安装时配置特定的电动机。但是，总的来说，步进电机驱动器是相对简单的设备。
步进电机驱动器可以像十几个组件一样“简单”。下图描述了一个这样的驱动程序。按原样配置，组件的工作是对来自机器控制器的步进命令脉冲作出反应，并将其转换为驱动步进电机所需的适当的开关模式。这种模式可以按正确的顺序激励各相，以一次沿一个方向或另一方向一步一步地驱动电动机。
在这一点上，有必要提出一个重要的观点：步进电机驱动器的智能很小。那是因为驾驶员不关心轴的位置或要行驶的距离。该功能留给机器控制器，通常是CNC。实际上，驱动器只有两个主要功能： 对相进行排序 和控制相电流。
步进电机驱动器的多样性
步进电机的类型和尺寸似乎不受限制。为了适应这种情况，大多数现代的步进电动机驱动器可以适应多种不同的电动机类型。
选择步进电机驱动器时要考虑的主要考虑因素是所需的扭矩和精度。扭矩是步进电机尺寸的一个因素。在此，驱动器必须具有产生电动机所需的步进电流的能力。精度要求很小的步幅或复杂的齿轮系。选择兼容的步进角电机和微步进驱动器是该方程式的关键部分。最后要说的是，所有步进电机都以STEPS运行 。必须以正确的顺序和幅度生成阶跃，以使轴到达其目标位置。电机将随着每个脉冲前进相同的步距角。
步进电机驱动器必须以适当的幅度和相位顺序生成这些脉冲，以使从动轴用作经过微调的车辆。如果我们将机器控制器视为车辆的GPS，则驾驶员无疑是引擎。
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