详解步进电机和伺服电机联系和区别
2020-04-24 17:04:45 来源:佚名
【哔哥哔特导读】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86BYG 250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),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。
“细分驱动”概述: 将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法,称为细分驱动,细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的,与电机本身无关。其原理是,让定子通电相电流并不一次升到位,而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波,而是N级近似阶梯波),则定子绕组电流所产生的磁场合力,会使转子有N个新的平衡位置(形成N个步距角)。
如何控制伺服马达
标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为:电源、地、控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
输入一个周期性的正向脉冲信号,这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间,而低电平时间应在5ms到20ms之间,并不很严格,下表表示出一个典型的20ms周期性脉冲的正脉冲宽度与微型伺服马达的输出臂位置的关系:
伺服马达的电源引线
电源引线有三条,如图中所示。伺服马达三条线中红色的线是控制线,接到控制芯片上。中间的是SERVO工作电源线,一般工作电源是5V。 第三条是地线。
伺服马达的运动速度
伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的,在恒定的电压驱动下,其数值唯一。但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变,例如,我们可把动作幅度为90o的转动细分为128个停顿点,通过控制每个停顿点的时间长短来实现0o—90o变化的平均速度。对于多数伺服马达来说,速度的单位由“度数/秒”来决定。
使用伺服马达的注意事项
除非你使用的是数码式的伺服马达,否则以上的伺服马达输出臂位置只是一个不准确的大约数。普通的模拟微型伺服马达不是一个精确的定位器件,即使是使用同一品牌型号的微型伺服马达产品,他们之间的差别也是非常大的,在同一脉冲驱动时,不同的伺服马达存在±10o的偏差也是正常的。
正因上述的原因,不推荐使用小于1ms及大于2ms的脉冲作为驱动信号,实际上,伺服马达的最初设计表也只是在±45o的范围。而且,超出此范围时,脉冲宽度转动角度之间的线性关系也会变差。要特别注意,绝不可加载让伺服马达输出位置超过±90o的脉冲信号,否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件。
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步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电机驱动器,是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步进电动机的输入量是脉冲序列,输出量则为相应的增量位移或步进运动。
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由于步进电机能够逐步移动,因此它们在工业自动化和机器人技术中得到了应用。这些电机用于 IC 制造单元。这些电机在 CNC(计算机数字控制)机器和 xy 绘图仪的设计中起着不可或缺的作用。
对于步进电机失步问题,用户首先要知道,一般电机失步都是其中一相或二相缺失,即一条线路断了,不能正常发挥功能,从而导致电机失步
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度,混合式步进电机随着相数(通电绕组数)的增加,步进角减小,精度提高,这种步进电机的应用最为广泛。
伺服电机本体搭载旋转检测器(编码器),向驱动器反馈电动机轴的旋转位置/转速。驱动器通过演算从控制器发出的脉冲信号(位置指令/速度指令)与反馈信号(当前位置/速度)的误差,将此误差控制为0,进行电动机旋转的控制。
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