步进电机细分控制原理
步进电机细分原理
步进电机细分原理步进电机是一种特殊的电机，它可以根据输入的脉冲信号来精确控制位置和速度。
步进电机的细分原理是指通过将每个步进脉冲信号细分成更小的微步脉冲信号，从而提高步进电机的分辨率和运动平滑性。
在本文中，我们将深入探讨步进电机的细分原理及其应用。
步进电机的细分原理基于电机控制器对输入的脉冲信号进行处理。
一般来说，步进电机的每个步进角度对应一个脉冲信号，通过改变脉冲信号的频率和顺序可以控制电机的转动速度和方向。
然而，传统的步进电机控制方式存在分辨率较低、运动不平滑等问题。
为了解决这些问题，人们提出了细分原理，即将每个步进脉冲信号进一步细分成多个微步脉冲信号，从而使步进电机的角度分辨率得到提高，运动更加平滑。
细分原理的实现离不开现代步进电机控制器的高级功能。
通过控制器内部的电子线圈驱动器和细分逻辑电路，可以将输入的脉冲信号细分成更小的微步脉冲信号，实现对步进电机的精细控制。
细分原理的核心在于将每个步进角度再次细分成多个微步角度，这样可以使步进电机的角度分辨率大大提高，从而提高电机的定位精度和运动平滑性。
细分原理在实际应用中具有重要意义。
首先，细分原理可以提高步进电机的定位精度和运动平滑性，适用于对运动精度要求较高的场合，如数控机床、精密仪器等。
其次，细分原理可以降低步进电机的共振噪音和振动，改善电机的运动品质，提高设备的工作稳定性和可靠性。
另外，细分原理还可以扩大步进电机的速度范围，提高电机的运动性能，满足不同应用场合的需求。
总的来说，步进电机的细分原理是通过将每个步进脉冲信号细分成更小的微步脉冲信号，从而提高电机的分辨率和运动平滑性。
细分原理的实现离不开现代步进电机控制器的高级功能，它在提高步进电机的定位精度、改善运动品质、提高工作稳定性等方面具有重要意义。
在未来的发展中，细分原理将继续发挥重要作用，推动步进电机技术的进步和应用领域的拓展。
步进电机细分原理
步进电机细分原理
步进电机细分原理是通过将步进电机的每一步细分为更小的步数，以提高步进电机的精度和平滑性。
细分步进电机的方法有很多种，其中一种常用的方法是电子细分。
电子细分是通过改变电流的形式或频率来实现细分效果。
具体来说，当电流经过细分驱动器时，驱动器会根据细分的要求将电流细分为更小的步数，并按照指定的步序依次通电给步进电机的各相，从而实现步进电机的细分控制。
在电子细分中，常用的方法包括全流模式细分和半流模式细分。
全流模式细分是将每一步细分为两个小步，即电流依次由A
相到AB相再到B相，再由B相到BC相再到C相，依此循环。
这样可以提高步进电机的抗负载能力和静态扭矩，但精度相对较低。
半流模式细分是将每一步细分为四个小步，即电流分别经过A相、AB相、B相、BC相、C相和CA相，依此循环。
这样可以提高步进电机的精度和平滑性，但抗负载能力和静态扭矩相对较低。
除了电子细分，还有一些其他方法用于步进电机的细分控制。
例如，可以通过增加步进电机的极对数来实现细分效果，即增加步进电机的电磁线圈数量，从而提高步进电机的分辨率。
此外，还可以通过使用微步驱动器来实现步进电机的细分控制，微步驱动器能够将每一步细分为更小的微步数，从而进一步提高步进电机的精度。
综上所述，步进电机细分原理是通过改变电流的形式或频率，
将每一步细分为更小的步数，以提高步进电机的精度和平滑性。
在实际应用中，可以根据具体需求选择不同的细分方法和控制器，以实现最佳的细分效果。
步进电机驱动器及细分控制原理
步进电机驱动器及细分控制原理引言：步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械转动的电动机。
步进电机驱动器是一种用于控制步进电机旋转的设备。
步进电机可以通过控制驱动器提供的电流和脉冲信号来精确地控制旋转角度和速度。
本文将介绍步进电机驱动器的工作原理以及细分控制的原理。
一、步进电机驱动器的工作原理：1.输入电流转换：驱动器将输入的电流信号转换为电压信号。
电流信号通常由控制器产生，通过选择合适的电阻来控制输入电流的大小。
2.逻辑控制：驱动器还会接收来自控制器的脉冲信号。
这些脉冲信号会相互间隔地改变驱动器输出的电压，从而驱动步进电机旋转。
脉冲信号的频率和脉冲数量会影响步进电机的转速和旋转角度。
3.输出电压控制：驱动器会根据输入的电流和脉冲信号控制输出的电压，使其适应步进电机的工作要求。
输出电压的频率和脉冲数有助于控制步进电机旋转的速度和角度。
二、细分控制原理：细分控制是指通过控制驱动器输出的电压脉冲信号来实现更精确的步进电机控制。
细分控制可以将步进电机的每个脉冲细分成更小的步进角度，从而提高步进电机的转动分辨率。
1.脉冲信号细分：通过改变驱动器的输出脉冲信号频率和脉冲数来实现脉冲信号的细分。
例如，如果驱动器输入100个脉冲，但只输出50个脉冲给步进电机，那么每个输入的脉冲就会分为两个输出脉冲，步进电机的旋转角度将更精确。
2.电流细分：通过改变驱动器输出的电流大小来实现电流的细分。
通常情况下，驱动器的输出电流会根据步进电机的转动需要进行控制。
细分控制可以使驱动器能够实现更精确的电流控制，进而控制步进电机的转动精度。
3.微步细分：微步细分是一种更高级的细分控制方法，通过改变驱动器输出的电压波形进行微步细分。
微步细分将步进电机的每个步进角度再次细分为更小的角度，进一步提高了步进电机的转动分辨率和平滑性。
总结：步进电机驱动器是通过将控制器产生的电流和脉冲信号转换为驱动步进电机的电压信号的设备。
细分控制是通过改变驱动器输出的电流和脉冲信号来实现更精确的步进电机控制。
步进电机驱动器及细分控制原理
步进电机驱动器及细分控制原理步进电机驱动器原理：步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。
驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电。
以两相步进电机为例，当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时，驱动器经过环形分配器和功率放大后，给电机绕组通电的顺序为AABB A A B B，其四个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；若方向信号变为负时，通电时序就变为AA B BA A BB，电机就逆时针转动。
随着电子技术的发展，功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。
其基本原理是：在电机绕组回路中，串联一个电流检测回路，当绕组电流降低到某一下限值时，电流检测回路发出信号，控制高压开关管导通，让高压再次作用在绕组上，使绕组电流重新上升；当电流回升到上限值时，高压电源又自动断开。
重复上述过程，使绕组电流的平均值恒定，电流波形的波顶维持在预定数值上，解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题，使电机在低频段力矩增大。
步进电机一定时，供给驱动器的电压值对电机性能影响较大，电压越高，步进电机转速越高、加速度越大；在驱动器上一般设有相电流调节开关，相电流设的越大，步进电机转速越高、力距越大。
细分控制原理：在步进电机步距角不能满足使用要求时，可采用细分驱动器来驱动步进电机。
细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。
定子A转子SNB B BSNA A(a)(b)AS NB B N S BS NA(c)(d)图3.2步进电机细分原理图仍以二相步进电机为例，当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁极中间，如图3.2。
若通电方向顺序按AA AABB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。
与图2.1相比，它的步距角小了一半。
步进电机的细分原理
步进电机的细分原理
步进电机的细分原理是指将步进电机的每个步进角度再进行更加精细的划分，以增加电机的精度和平滑性。
细分原理的基本思想是通过改变电机的驱动信号来控制电机的步进角度。
步进电机通常由一个转子和一个定子组成，定子上带有一组绕组，而转子则带有一组磁极。
根据步进电机的类型不同，转子上的磁极数量可能是奇数或偶数。
在正常情况下，步进电机的每一步进角度是固定的，例如对于一个普通的四相步进电机，每一步进角度是90度。
然而，通过细分原理，可以将每个步进角度再次划分为更小的角度。
这样做的关键在于电机驱动的控制信号。
通常情况下，步进电机的驱动信号是一个脉冲信号，每个脉冲触发电机转动一小步。
通过改变脉冲信号的频率和宽度，可以改变电机的步进角度和速度。
细分的原理是通过在每个步进角度中插入更多的脉冲信号来实现。
例如，将每个步进角度细分为两个小步进角度，那么在原先一个步进角度内，就会插入一个额外的脉冲信号。
这样做的结果是电机转动更加平滑，步进角度更加精细。
细分原理的另一个关键技术是微步驱动技术。
微步驱动技术利用了步进电机绕组的特性，通过改变绕组的相位差来实现步进角度的细分。
这样做的好处是可以在不增加电机绕组的情况下，实现步进角度的细分。
总的来说，步进电机的细分原理通过改变驱动信号的频率、宽度和相位差来实现步进角度的细分。
这样做可以提高电机的精度和平滑性，适用于一些对步进角度要求较高的应用，例如打印机、数控机床等。
步进电机细分工作原理
步进电机细分工作原理
步进电机细分工作原理是指通过控制电流波形，使步进电机在每个步进角度上分为更小的微步，从而实现更精确的控制。
步进电机是一种将电信号转换为机械运动的装置，它由一个固定的磁场与一个可旋转的磁场之间的相互作用驱动。
当电流通过驱动器中的细分电路时，细分电路会将输入的电流信号进行分析并转换为根据所设定的细分级数产生相应的电流波形。
细分电路中通常采用Pulse Width Modulation（PWM）技术，即通过调节电流信号的占空比来控制电机的驱动电流。
通过改变电流的大小和方向，可以实现步进电机的连续旋转或停止。
在细分过程中，输入的电流信号被切割成很多个小步进，通过不断改变电流的大小和方向，可以使步进电机在任意位置停下或继续旋转，从而实现更高的定位精度。
细分级数的选择对步进电机的运动精度和平滑度有重要影响。
通常情况下，细分级数越高，步进电机的旋转角度越小，运动精度和平滑度越高。
然而，细分级数越高，所需的计算和控制效率也会越低，因此需要在控制系统设计中进行权衡。
两相混合式步进电机细分控制
两相混合式步进电机细分控制两相混合式步进电机细分控制是一种常用的步进电机控制技术，可以实现高精度和高速度的运动控制。
本文将介绍两相混合式步进电机的工作原理、细分控制技术以及在实际应用中的一些注意事项。
首先，我们来了解一下两相混合式步进电机的工作原理。
两相混合式步进电机由两个相位的线圈组成，每个相位有两个线圈。
当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场会与电机中的永磁体相互作用，从而产生力矩，推动电机转动。
通过交替激励两个相位的线圈，可以控制电机的转动方向和步长。
在细分控制中，我们需要将一个完整的步进角度细分为更小的角度，以提高步进电机的精度和平滑性。
常见的细分控制技术有全步进、半步进和微步进。
全步进是最基本的细分控制技术，将一个完整的步进角度等分为若干个小角度。
例如，将一个360度的步进角度等分为200个小角度，每个小角度为1.8度。
全步进可以实现较高的转动精度，但在低速运动时容易产生共振和震动。
半步进是在全步进的基础上进行细分的一种技术。
它将一个完整的步进角度等分为更小的角度，并在每个小角度中交替激励两个相位的线圈。
例如，将一个360度的步进角度等分为400个小角度，每个小角度为0.9度。
半步进可以提高步进电机的转动平滑性和精度，但在高速运动时容易失步。
微步进是最高级别的细分控制技术，可以将一个完整的步进角度细分为更小的角度，并通过改变线圈电流的大小和方向来控制电机的转动。
微步进可以实现非常高的转动精度和平滑性，但同时也增加了系统复杂性和成本。
在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的细分控制技术。
如果对转动精度要求较高，可以选择全步进或半步进；如果对转动平滑性要求较高，可以选择半步进或微步进。
同时，还需要注意以下几点：1. 选择合适的驱动器和控制器：不同的细分控制技术需要相应的驱动器和控制器来实现。
因此，在选择步进电机系统时，需要考虑其兼容性和可靠性。
2. 控制参数调整：在使用细分控制技术时，需要根据具体情况调整控制参数，如脉冲频率、加速度和减速度等。
步进电机细分原理
步进电机驱动器细分定义要了解步进电机驱动器的“细分”，先要弄清步进电机“步距角”这个概念：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。
电机出厂时给出了一个步距角的值，如电机给出的值为7.5°/15°（表示半步工作时为7.5°、整步工作时为15°），这个步距角可以称之为“电机固有步距角”，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。
步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了，如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为“电机固有步距角”的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动7.5°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了1.5°，这就是细分的基本概念。
细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。
2、步进电机驱动器细分的优点驱动器细分后的主要优点为：消除了电机的低频振荡：低频振荡是步进电机（尤其是反应式电机）的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果步进电机有时要在共振区工作（如走圆弧），选择细分驱动器是唯一的选择。
提高了电机的输出转矩：尤其是对三相反应式步进电机，其力矩比不细分时提高约百分之30-40 。
提高了电机的分辨率：由于减小了步距角、提高了步距的均匀度，“提高电机的分辨率”是不言而喻的。
3、步进电机驱动器细分的缺点由于要连续将细分数据写入ADC，细分越多，数据量就大，占用CPU资源，所以一般仅仅作为一个单独的模块。
以上这些优点，尤其是在性能上的优点，并不是一个量的变化，而是质的飞跃。
根据记录，原来使用不细分驱动器的用户通过比较后，大都改选为细分驱动器。
所以建议最好选用细分驱动器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
步进电机细分原理（雕刻机）
2010-03-1213:05:51|分类：学生作品|标签：|举报|字号大中小订阅
雕刻机的X、Y、Z轴分别采用步进电机驱动，
在网上购买等了四天终于到了，57两相步进电机，1.5A，24V。
结构尺寸如下图
这里说说步进电机的细分原理：
细分的基本概念：步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小。
如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为“固定步距角”的十分之一，也就是：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动0.18度。
细分功能完全是由驱动器靠精度控制电机的相电流所产生的，于电机无关。
为两相步进电机的工作原理示意图，它有2个绕组A和B。
当一个绕组通电后，其定子磁极产生磁场，将转子吸合到此磁极处。
若绕组在控制脉冲的作用下，通电方向顺序按照：
这四个状态周而复始进行变化，电机可顺时针转动；控制脉冲每作用一次，通电方向就变化一次，使电机转动一步，即90度。
4个脉冲，电机转动一圈。
细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。
当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B
相磁极中间，如图1（b），（d）所示。
若通电方向顺序按照：
这8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。
与通电顺序（1）相比，它的步距角小了一半。
为了保证电机输出的力矩均匀，A、B相线圈电流的大小也要调整，使A、B相产生的合力在每个位置相同。
图2所示为电机四细分时，A、B相线圈电流的比例。
A、B相线圈电流大小与转角关系如图3所示。
图24细分时电机A、B线圈电流在不同角度的分配比例
从图3中可以看出，步进电机的相电流是按正弦函数（如虚线所示）分布的；细分数越大，相电流越接近正弦曲线。
2.步进电机细分与电机运动平稳性的关系
被测步进电机步距角为1.8度，即无细分时每转200步。
试验时，将步进电机转速都设为2r/s；电机2细分时，电机每转400步，每步周期为1.25ms；电机8细分时，电机每转1600步，每步周期为0.3125ms；电机64细分时，电机每转12800步，每步周期为0.0391ms。
步进电机2细分时，电流波形台阶均匀，且电流脉动值很大，其最大值是最大电流的70.7％；步进电机8细分时，电流波形台阶明显，但电流脉动值较小，其最大值是最大电流的19.5％；步进电机64细分时，电流波形较平滑，电流波形已很难分辨分别出台阶的个数，最大电流脉动值仅为最大电流的2.45％。
由电磁感应定理知，步进电机输出力矩和电机线圈的电流成正比，及：
T＝KT×i
式中KT为电机力矩常数，它与电机结构、材料、线圈长度等因素有关。
由此公式就很容易理解：步进电机细分数越高，电机运转越平稳；步进电机细分数越小，电机运转时振动越大。
因为细分数高时，电流曲线光滑，所以电机输出力矩也就波动小连续、电机运行就平稳；电机细分数小，电机电流脉动就大，其输出力矩脉动就大，因而造成电机较大的振动，该振动并产生噪音乃至其它部件的谐振噪音。
3.结论
步进电机细分驱动电路不但可以提高工作平台的运动平稳性，而且可以有效
地提高工作平台的定位精度。
试验表明：在同步带传动的运动平台上，步进电机4细分时，电机每步都可以准确定位。
建议在运动控制器输出的脉冲频率允许的情况下，尽可能将步进电机驱动器的细分数设大些，以提高运动平台的运动平稳性；但运动平台的定位精度只能按步进电机4细分的脉冲当量计算。