αSTEP/步进电动机 步进电动机的驱动部分

步进电动机的驱动方式有定电流驱动方式和定电压驱动方式两种。定电压驱动方式虽然电路构成简单,但在高速域中难以获得转矩特性。另一方面,定电流驱动方式是当前广泛使用的驱动方式,具有高速域转矩特性优良的特征。我们公司的步进电动机用驱动器都采用了这种驱动方式。

定电流驱动方式的概述

步进电动机通过依次切换流经各线圈的电流来实现旋转,但转速变快时,这种切换速度变快,电流的上升跟不上,会导致转矩下降。因此,通过将远高于电动机额定电压的直流电压进行斩波,可以在高速时向电动机供应额定电流。

定电流驱动方式的概述

通过流检测电阻取出电动机线圈中流动的电流作为电压,并与基准电压比较。当检测电阻的电压低于基准电压(未达到额定电流)时,继续使开关晶体管Tr2保持ON状态;当检测电阻的电压高于基准电压(超过额定电流)时,将Tr2关闭,以保持始终有额定电流流动,从而进行电流控制。

定电流斩波驱动·电压与电流的关系

AC输入与DC输入特性的差异

步进电动机通过驱动器施加直流电压来驱动电动机。在我们公司,DC24V输入产品使用DC24V,AC100V、AC200V输入产品则先整流到约DC140V后施加到电动机上(除部分产品外)。这种施加到电动机上的电压差异会体现在高速域的转矩特性上。这是因为,电动机线圈中流动的电流的上升速度随着施加电压的升高而加快,因此在高速域也能流动额定电流。也就是说,AC输入产品在低速域到高速域的全域都具有良好的转矩特性,可以获得大的速度比。因此,在使用时,我们首先推荐能够应对多种使用条件的AC输入产品。

AC输入与DC输入的特性差异

微步技术

5相步进电动机的基本步距角0.72°可以在不使用机械减速机构的情况下进一步细分(最大250)。

特征

步进电动机由于其转子和定子的凸极结构,可以每一步进角度进行旋转和停止,因此具有位置控制高精度且易于实现的特征。但反过来说,由于每一步进角度的旋转,转子会产生速度变化,可能在某个转速下共振或振动增大,这也是其特性之一。微步驱动是通过控制流经电动机线圈的电流来细分电动机的基本步距角,实现超低速、低噪音运行的技术。

  • 可以将电动机的基本步距角(0.72°/整步距)细分到1/1~1/250,实现微小角送动的平滑运行。
  • 通过平滑变化电动机的驱动电流的技术,抑制了电动机的振动,实现了低噪音运行。

特性面

  • 低振动
    通过微步技术电气细分步进角度。在低速域中平滑地改变阶段性动作,大幅改善了振动。
    通常,为了减少振动会使用阻尼器等,但由于电动机本身采用低振动设计,并采用微步技术,可以进一步抑制振动。
    这样可以大幅简化振动对策,对于对振动敏感的用途或设备来说是最合适的。

    振动特性
  • 低噪音
    通过微步技术改善了低速域的振动噪音,实现了低噪音化。
    即使在噪音敏感的环境下也能发挥威力。
  • 控制性的提升
    采用新五角形方式的微步驱动,具有良好的阻尼特性。
    每个步进的过冲和欠冲较少,可以准确跟踪脉冲模式(线性度也有所提高)。
    此外,可以缓和启动和停止的冲击。

    步进响应的差异

电源变压器的选择方法

在海外使用步进电动机时,大部分地方使用的是单相115V或单相220~240V的电源。在这些地区使用时,请通过电源变压器来适配电源输入规格。

变压器容量可以通过以下公式求得。

变压器容量[VA] = 驱动器电源电压[V] × 驱动器输入电流[A]

步进电动机的驱动器输入电流可以从规格列表和转速-转矩特性中读取。

在海外使用认证产品时,请查看这里。