什么是步进驱动器,它们如何工作?
步进驱动器是控制步进电机工作方式的驱动器电路。步进驱动器通过将电流通过各个相位以脉冲形式发送到步进电机来进行工作。有四种类型:波形驱动器(也称为单相驱动器),两相驱动,一两相驱动器和微步进驱动器。
波形驱动器或单相驱动器一次只能打开一个相。请看下面的插图。当驱动器为绿色的A极(南极)通电时,它将吸引转子的北极。然后,当驱动器向B通电并关闭A时,转子旋转90°,并且随着驱动器一次向每个磁极通电而继续旋转。

工程师很少使用波形驱动器:它效率低下且几乎不提供扭矩,因为一次只能啮合一相电机。
两相接通驱动之所以得名,是因为一次同时接通两相。如果驱动器同时将A极和B极都作为南极(绿色显示)通电,则转子的北极相等地吸引到这两个极,并在两者中间对齐。随着通电顺序的继续进行,转子连续结束并在两个磁极之间对齐。

两相导通驱动没有比一相导通更好的分辨率,但是它确实产生了更大的扭矩。
一相两相驱动在任何特定时间为一相或两相通电的方式而得名。在这种驱动方法(也称为半步进)中,驱动器使极A(以绿色显示)通电…然后使极A和B通电…然后使极B通电…依此类推。

一两次相控驱动可提供更好的运动分辨率。当两相接通时,电动机产生更大的转矩。需要注意的是:转矩脉动是一个问题,因为它可能引起共振和振动。
微步进是与一两相相继驱动相关的。
微步进可提供非常好的运动分辨率。在此,驱动器使用电流调节来防止转矩振荡。通过这种技术,工程师可以在更多应用中使用步进电机。
归根结底,微步进驱动器会沿正弦波增加和减少电流,因此没有磁极完全导通或断开。这是一个微步进正弦波电流示例:

注意正弦波电流的细微锯齿状轮廓。尽管微步不一定能提高精度,但它确实比其他驱动模式具有更高的分辨率,这对于电动机在空载情况下的应用特别有用。在运行过程中,电机可能会失步。但是,微步进会将能量散布开,而不是立即将其全部传递到电动机,这会导致振铃和过冲。
对于所有这些形式的驱动,电动机可以具有不同的绕组。单极电机仅接受正电压。单极在每个线圈的中间需要一根额外的导线,以使电流从一端流向另一端。双极步进电机同时使用正电压和负电压。双极步进电机具有更大的扭矩,因为它们会产生更强的磁场,但其结构也需要更多的导线。
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