步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板使用及接線介紹

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電機(jī)。1923年，James Weir French發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance)，此為步進(jìn)電機(jī)前身。二十世紀(jì)初，步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在了電話自動(dòng)交換機(jī)中。由于西方資本主義列強(qiáng)爭(zhēng)奪殖民地，步進(jìn)電機(jī)在缺乏交流電源的船舶和飛機(jī)等獨(dú)立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電機(jī)的控制方式更加靈活多樣。 [2] 步進(jìn)電機(jī)相對(duì)于其它控制用途電機(jī)的最大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號(hào)(電脈沖信號(hào))并轉(zhuǎn)化成與之相對(duì)應(yīng)的角位移或直線位移，它本身就是一個(gè)完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個(gè)脈沖信號(hào)就得到一個(gè)規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低，幾乎不必進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序,即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

一、 步進(jìn)電機(jī)的工作原理

該步進(jìn)電機(jī)為一四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

開始時(shí)，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的1、4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和1、4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，1、4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。

單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖2.a、b、c所示：

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，不但取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的性能，也取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。接下來，詳細(xì)為你說下步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接法 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線方法介紹。

一、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接法

1、平均電流控制，兩相正弦電流驅(qū)動(dòng)輸出;

2、直流 18～50V 供電;

3、光電隔離信號(hào)輸入 /輸出;

4、有過壓、欠壓、過流、相間短路保護(hù)功能;

5、十五檔細(xì)分和自動(dòng)半流功能;

6、八檔輸出相電流設(shè)置;

7、具有脫機(jī)命令輸人端子;

8、電機(jī)的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān);

9、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)速;

10、高速力矩大。步進(jìn)電機(jī)的分類：

常用的步進(jìn)電機(jī)按照相數(shù)可分為：二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。

相數(shù)：是指步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，一般根據(jù)電機(jī)的導(dǎo)線或銘牌即可區(qū)分。

一個(gè)線圈引出兩根導(dǎo)線，如果電機(jī)有四根線，即為二相步進(jìn)電機(jī)。

電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，(無細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí))一般兩相步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8度、三相為1.2度、五相為0.72度。(有細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí))相數(shù)將變得沒有意義，只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)就可以改變步距角。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器：

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。廣泛應(yīng)用于雕刻機(jī)、水晶研磨機(jī)、中型數(shù)控機(jī)床、腦電繡花機(jī)、包裝機(jī)械、噴泉、點(diǎn)膠機(jī)、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設(shè)備上。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器介紹：

學(xué)習(xí)機(jī)箱內(nèi)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器右側(cè)波碼開關(guān)說明

動(dòng)態(tài)電流設(shè)定：能夠允許的 最大電流，峰值電流.根據(jù)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器正面表格，設(shè)定電流和細(xì)分精度,其中SW3為半/全模式設(shè)定：此項(xiàng)設(shè)定若設(shè)定為ON，可理解為在無脈沖情況下驅(qū)動(dòng)器輸出電流自動(dòng)降為額定輸出電流以下大約70%，防止電機(jī)發(fā)熱。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器電流設(shè)定：

a.電流設(shè)定

b.步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分設(shè)定

注意：細(xì)分越大，精度越高，速度越慢。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)接口:

其他驅(qū)動(dòng)器信號(hào)定義:

PLS+：步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端或正向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端

PLS-：步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端或正向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端

DIR+：步進(jìn)方向信號(hào)輸入正端或反向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端

DIR-：步進(jìn)方向信號(hào)輸入負(fù)端或反向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端

ENA+：脫機(jī)使能復(fù)位信號(hào)輸入正端

ENA-：脫機(jī)使能復(fù)位信號(hào)輸入負(fù)端

脫機(jī)使能信號(hào)有效時(shí)復(fù)位驅(qū)動(dòng)器故障，禁止任何有效的脈沖，驅(qū)動(dòng)器的輸出功率元件被關(guān)閉，電機(jī)無保持扭矩。

步進(jìn)電機(jī)控制器信號(hào)連接:

上位機(jī)的控制信號(hào)可以高電平有效，也可以低電平有效。當(dāng)高有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的負(fù)端連在一起作為信號(hào)地，低有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的正端連在一起作為信號(hào)公共端。

注意：

信號(hào)端口供電電壓VCC值為5V時(shí)，R短接;

現(xiàn)有的電源VCC值為12V時(shí)，R為1K，大于1/8W電阻;

VCC值為24V時(shí)，R為2K，大于1/8W電阻;

R必須接在控制器信號(hào)端