新手知識:步進驅動器的應用及接線技巧

2014-04-08 14:37 來源:電子信息網 作者:云際

步進電機在新手看來是一個比較棘手的家伙,尤其是接線方面的應用更是無從下手,屢戰(zhàn)屢敗。本文就將針對關于步進電機的接線技巧及應用進行分享。

兩相步進電機在使用過程中時常會被發(fā)現(xiàn)轉矩小或者說是達不到最初額定標稱的轉矩值,發(fā)生這一情況,大多數(shù)會以加大步進電機的尺寸和標稱電流來滿足其動力要求。其實有的時候并不是電機的問題,而是在步進電機選擇或驅動器工作電流的設定上有不妥之處,沒有發(fā)揮出步進電機的最大效率。

解決以上問題,我們可以從以下的幾方面來考慮衡定:

第一、可以從驅動器方面考慮,目前市場上大多數(shù)兩相步進電機的驅動器都是是采用全橋輸出(雙極驅動)的四線接法,如果兩相步進電機也是四線的,驅動器按照電機的標稱電流設定,應該說是正確的,而且效率最高,輸出轉矩能夠達到最大值;而部分網友購買的并不是相應配套的步進電機,多是兩相六線制的(四組兩對串聯(lián)線圈,每對有中心抽頭),還有少量八線制的(四組兩對獨立線圈)。

對于兩相六線制步進電機的接法,其實有兩種:其一是舍棄中心抽頭接兩端,實際就是將每組的兩個相線圈串聯(lián)起來使用,電機堵轉矩大和效率高些,但是高速性能差;第二種是接中心抽頭和一端,這種接法電機高速性能好些,但是每相有一組線圈空閑,堵轉矩小和效率低些。而有的是采用第一種接線方法。這就出現(xiàn)一個問題,兩相驅動器的電流到底應該設置多大正確,一般還都是按電機標稱電流值來設定,這就出現(xiàn)了前面提到的電機效率問題。

那么導致驅動器和步進電機出現(xiàn)電流匹配的原因到底是什么?步進電機標注的電流又是什么?一般步進電機標注的電流是相電流(或電阻),就是每組線圈的電流值(或電阻),如果兩相六線制步進電機采用第一種接法,相當于將兩組線圈串聯(lián)起來,那么其每相電阻加大,額定工作電流減小,即使驅動器設置成標稱電流也達不到各相的額定輸出值。正確的方法是應將驅動器的輸出電流設定為步進電機額定相電流的0.7倍(也不是通常認為串聯(lián)起來的電流減半)。比如,一個帶中心抽頭的兩相步進電機,標稱電流是3A,驅動器電流應該設定為3*0.7=2.1A。所以就出現(xiàn)你盡管選了3A的步進電機,實際上它的功率相當于兩相四線制的2.1A步進電機。

另一種接法就是對于八線制的步進電機而言,八線制的接法同樣有兩種:第一種是將每兩組線圈串聯(lián)使用,根據(jù)我所考慮的這樣驅動器的電流也是設定為電機相電流的0.7倍,這種接法電機發(fā)熱量小,但是高轉速性能差些;第二種接法則是將每兩組線圈并聯(lián)使用,驅動器的電流設定為電機相電流的1.4倍,其優(yōu)點是高轉速性能好些,但是電機發(fā)熱量大,但是步進電機有點溫度是正常的,只要低于電機的消磁溫度就行,一般電機的消磁溫度在100度左右。

需要特別說明的是,具體采用哪一種接法還取決于所選用的驅動器輸出是怎樣的,選用的驅動器如果是半橋輸出那只能接兩相六線制電機,驅動器的電流和電機標稱電流是一致的。不過這種驅動器的缺點是效率低。

對于六線和八線步進電機采用什么方法才能達到最大的利益點?建議六線和八線步進電機相線圈采用并聯(lián)工作,就可以發(fā)揮出最大的輸出轉矩和表現(xiàn)出很好的動力性能,六線電機是無法接成并聯(lián)形式的,實際已經在內部串聯(lián)起來了,串聯(lián)的公共端是中心抽頭。只有八線電機的相線圈是可以并聯(lián)使用的。

小結:綜上所述,如果電機并聯(lián)使用時相電流是原來的1.4倍,高速運轉性能就將大大提高,轉矩也會隨之提高,從而更好的發(fā)揮出步進電極的工作效率。

步進電機 接線

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