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新手知识:步进驱动器的应用及接线技巧

2014-04-08 14:37 来源:电子信息网 作者:云际

步进电机在新手看来是一个比较棘手的家伙,尤其是接线方面的应用更是无从下手,屡战屡败。本文就将针对关于步进电机的接线技巧及应用进行分享。

两相步进电机在使用过程中时常会被发现转矩小或者说是达不到最初额定标称的转矩值,发生这一情况,大多数会以加大步进电机的尺寸和标称电流来满足其动力要求。其实有的时候并不是电机的问题,而是在步进电机选择或驱动器工作电流的设定上有不妥之处,没有发挥出步进电机的最大效率。

解决以上问题,我们可以从以下的几方面来考虑衡定:

第一、可以从驱动器方面考虑,目前市场上大多数两相步进电机的驱动器都是是采用全桥输出(双极驱动)的四线接法,如果两相步进电机也是四线的,驱动器按照电机的标称电流设定,应该说是正确的,而且效率最高,输出转矩能够达到最大值;而部分网友购买的并不是相应配套的步进电机,多是两相六线制的(四组两对串联线圈,每对有中心抽头),还有少量八线制的(四组两对独立线圈)。

对于两相六线制步进电机的接法,其实有两种:其一是舍弃中心抽头接两端,实际就是将每组的两个相线圈串联起来使用,电机堵转矩大和效率高些,但是高速性能差;第二种是接中心抽头和一端,这种接法电机高速性能好些,但是每相有一组线圈空闲,堵转矩小和效率低些。而有的是采用第一种接线方法。这就出现一个问题,两相驱动器的电流到底应该设置多大正确,一般还都是按电机标称电流值来设定,这就出现了前面提到的电机效率问题。

那么导致驱动器和步进电机出现电流匹配的原因到底是什么?步进电机标注的电流又是什么?一般步进电机标注的电流是相电流(或电阻),就是每组线圈的电流值(或电阻),如果两相六线制步进电机采用第一种接法,相当于将两组线圈串联起来,那么其每相电阻加大,额定工作电流减小,即使驱动器设置成标称电流也达不到各相的额定输出值。正确的方法是应将驱动器的输出电流设定为步进电机额定相电流的0.7倍(也不是通常认为串联起来的电流减半)。比如,一个带中心抽头的两相步进电机,标称电流是3A,驱动器电流应该设定为3*0.7=2.1A。所以就出现你尽管选了3A的步进电机,实际上它的功率相当于两相四线制的2.1A步进电机。

另一种接法就是对于八线制的步进电机而言,八线制的接法同样有两种:第一种是将每两组线圈串联使用,根据我所考虑的这样驱动器的电流也是设定为电机相电流的0.7倍,这种接法电机发热量小,但是高转速性能差些;第二种接法则是将每两组线圈并联使用,驱动器的电流设定为电机相电流的1.4倍,其优点是高转速性能好些,但是电机发热量大,但是步进电机有点温度是正常的,只要低于电机的消磁温度就行,一般电机的消磁温度在100度左右。

需要特别说明的是,具体采用哪一种接法还取决于所选用的驱动器输出是怎样的,选用的驱动器如果是半桥输出那只能接两相六线制电机,驱动器的电流和电机标称电流是一致的。不过这种驱动器的缺点是效率低。

对于六线和八线步进电机采用什么方法才能达到最大的利益点?建议六线和八线步进电机相线圈采用并联工作,就可以发挥出最大的输出转矩和表现出很好的动力性能,六线电机是无法接成并联形式的,实际已经在内部串联起来了,串联的公共端是中心抽头。只有八线电机的相线圈是可以并联使用的。

小结:综上所述,如果电机并联使用时相电流是原来的1。4倍,高速运转性能就将大大提高,转矩也会随之提高,从而更好的发挥出步进电极的工作效率。

步进电机 接线

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